KR100692716B1 - 엘피아이 연료펌프 속도 제어 시스템 - Google Patents

엘피아이 연료펌프 속도 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진으로 고압연료를 송출하는 연료펌프와, 상기 연료펌프 구동 제어를 위한 ECU와, 연료분사압 조절을 위한 압력조정기와 엔진 인젝터 및 전원공급을 위한 배터리로 구성된 엘피아이(LPI) 연료시스템에 있어서, 상기 ECU의 제어에 의해 연료펌프 구동을 위한 PWM 제어신호를 출력하는 콘트롤러와; 상기 콘트롤러에서 출력된 PWM 제어신호에 따라 배터리로부터 연료펌프로 인가되는 전압을 변화시키기 위한 제어신호를 출력하는 모터제어기와; 상기 모터제어기의 제어신호에 따라 배터리로부터 연료펌프로 인가되는 전압을 변화시켜 출력하는 전원공급스위치를 포함하는 구성인 것을 특징으로 한다.
연료펌프, 콘트롤러, 모터제어기, PWM, 속도, LPI

Description

엘피아이 연료펌프 속도 제어 시스템 {A system for control LPI fuel pump velocity}
도 1a는 종래 LPI 연료펌프 속도 제어 시스템 구성도.
도 1b는 종래 연료펌프의 간접 제어방식에 따른 다단계 입력전압 도면.
도 1c는 종래 연료펌프의 목표전압 도달시 발생되는 헌팅현상 도면.
도 2a는 본 발명에 따른 LPI 연료펌프 속도 제어 시스템 구성도.
도 2b는 본 발명에 따른 연료펌프의 직접 제어방식에 따른 입력전압 도면.
도 2c는 본 발명에 따른 연료펌프의 소음 및 진동 실험결과 그래프.
<도면부호의 설명>
2 ECU 4 배터리
5 전압안정기 6 콘트롤러
8 모터제어기 10 전압조정기
12 전원공급스위치 14 연료펌프
본 발명은 엘피아이 연료펌프 속도 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체 적으로는 LPI 연료펌프의 속도 제어를 정밀하게 이루기 위한 엘피아이 연료펌프 속도 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, LPI(Liquefied Petroleum Injection) 시스템은 LPG 연료를 고압 액상화시켜 인젝터(Injector)를 통해 각 기통별로 연료를 분사하는 시스템을 일컫는다.
종래 LPI 연료시스템에서 연료펌프의 속도제어는 도 1a에 도시된 바와 같이, 다수의 소자를 이용한 간접 PWM제어 방식으로 제어된다.
즉, 차량의 시동키 작동 후, 컨트롤러(6)에서 전압조정기(10)로 출력 전압 조정신호(PWM 제어신호)를 보내면, 전압조정기(10)에서는 PWM 제어신호에 따라 배터리(4)로부터 출력된 전압이 크기별로 입력되도록 조절한다(예로, 6V, 10V, 12V 등)(도 1b 참조). 즉, 콘트롤러(6)의 간접 제어방식으로 연료펌프(14)의 속도 제어를 이룬다. 이때, 전압조정기(10)를 통해 변화된 출력 전압을 이용하여 연료펌프(14)가 목표 RPM으로 구동되도록 하는데, 만일 배터리(4)로부터 입력된 전압이 목표 RPM에 도달하지 못할 경우 입력전압을 일시적으로 상승시키는 등의 수렴을 위한 헌팅(hunting)현상이 발생된다(도 1c 참조).
그러나, 상기와 같은 다단계의 입력 전압 분류는 급격한 전압변화가 많아 전류 부하가 발생하기 쉽고, 그에 따라 발열 등의 문제로 인한 시스템의 에러발생 소지가 크며, 또한, 상기 헌팅현상으로 인해 펌프 소음 및 유량의 파동(fluctuation) 현상으로 연료송출이 불안정한 문제점을 갖게 된다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 콘트롤러가 연료펌프의 모터제어기를 직접 제어함으로써, 구동회로를 간소화시키고 인가되는 전압 변동폭 발생을 제거하여 LPI 연료펌프의 속도 제어를 정밀하게 이룰 수 있도록 한 엘피아이 연료펌프 속도 제어 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 이루기 위한, 본 발명에 따른 엔진으로 고압연료를 송출하는 연료펌프와, 상기 연료펌프 구동 제어를 위한 ECU와, 연료분사압 조절을 위한 압력조정기와 엔진 인젝터 및 전원공급을 위한 배터리로 구성된 엘피아이(LPI) 연료시스템의 연료펌프 속도 제어 시스템 구성은, 상기 ECU의 제어에 의해 연료펌프 구동을 위한 PWM 제어신호를 출력하는 콘트롤러와; 상기 콘트롤러에서 출력된 PWM 제어신호에 따라 배터리로부터 연료펌프로 인가되는 전압을 변화시키기 위한 제어신호를 출력하는 모터제어기와; 상기 모터제어기의 제어신호에 따라 배터리로부터 연료펌프로 인가되는 전압을 변화시켜 출력하는 전원공급스위치를 포함하는 구성인 것을 특징으로 한다.
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이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
본 실시예에 따른 LPI 연료펌프 속도 제어 시스템 구성을 도 2a를 참조하여 설명한다. 참고로, 본 실시예의 시스템 구성의 도면부호 중 도 1a에 도시된 시스템 구성과 동일한 구성수단은 동일부호를 적용하여 설명한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 엔진으로 고압연료를 송출하는 연료펌프(14)와, 상기 연료펌프 구동 제어를 위한 ECU(2)와, 연료분사압 조절을 위한 압력조정기(미도시)와 엔진 인젝터(미도시) 및 전원공급을 위한 배터리(4)로 구성된 엘피아이(LPI) 연료시스템의 연료펌프 속도 제어 시스템 구성은, 상기 ECU(2)의 제어에 의해 연료펌프(14) 구동을 위한 PWM 제어신호를 출력하는 콘트롤러(6)와; 상기 콘트롤러(6)에서 출력된 PWM 제어신호에 따라 배터리(4)로부터 연료펌프(14)로 인가되는 전압을 변화시키기 위한 제어신호를 출력하는 모터제어기(8)와; 상기 모터제어기(8)의 제어신호에 따라 배터리(4)로부터 연료펌프(14)로 인가되는 전압을 변화시켜 출력하는 전원공급스위치(12)를 포함하여 구성된다.
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상기에서, 미설명된 도면부호 중 '5'는 배터리(4)로부터 콘트롤러(6)로 안정된 전원 공급을 위한 전압안정기이다.
상기와 같은 시스템 구성으로 이루어진, 본 실시예에 따른 LPI 연료펌프 속도 제어 시스템 동작을 도 2a ~ 2c를 참조하여 설명한다.
도 2a에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서는 ECU(2)의 제어하에 콘트롤러(6)에서 모터제어기(8)로 목표로 하는 전압 공급을 위한 PWM 제어신호를 인가하면, 모터제어기(8)의 제어신호에 따라 PWM 신호 즉, 듀티(duty) 비율로 배터리(4)로부터 연료펌프(14)로 공급되는 전압이 전원공급스위치(12)에 의해 조절된다(도 2b 참조). 즉, 본 실시예에서는 목표 전압치에 수렴된 전압이 인가되므로 종래와 같은 헌 팅현상이 발생되지 않고, 그에 따라 급격한 전압변화에 의한 과부하 없이 정밀하게 연료펌프의 속도 제어를 이룰 수 있다.
본 실시예의 연료펌프 속도 제어 시스템에 따른 LPI 연료펌프의 소음 및 진동 실험결과를 한 예를들어 도 2c에 나타내었다.
도 2c에서 보는 바와 같이, 연료펌프 회전수(RPM)를 X+75에서 X+25로 낮출 경우 소음은 약 10데시벨 수준으로 개선된 것을 알 수 있으며, 또한 편차도 ±3데시벨 수준으로 개선된 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 콘트롤러가 연료펌프의 모터제어기를 직접 제어함으로써, 구동회로를 간소화시키고 인가되는 전압 변동폭 발생을 제거하여 LPI 연료펌프의 속도 제어를 정밀하게 이룰 수 있는 것이다.
본 발명의 기술적 범위를 해석함에 있어서는, 상기에서 설명된 실시예에 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항의 합리적 해석에 의해 결정되어져야 한다.
본 발명의 엘피아이 연료펌프 속도 제어 시스템에 따르면, 콘트롤러가 연료펌프의 모터제어기를 직접 제어함으로써, 구동회로를 간소화시키고 인가되는 전압 변동폭 발생을 제거하여 LPI 연료펌프의 속도 제어를 정밀하게 이룰 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 엔진으로 고압연료를 송출하는 연료펌프와, 상기 연료펌프 구동 제어를 위한 ECU와, 연료분사압 조절을 위한 압력조정기와 엔진 인젝터 및 전원공급을 위한 배터리로 구성된 엘피아이(LPI) 연료시스템에 있어서,
    상기 ECU의 제어에 의해 연료펌프 구동을 위한 PWM 제어신호를 출력하는 콘트롤러와;
    상기 콘트롤러에서 출력된 PWM 제어신호에 따라 배터리로부터 연료펌프로 인가되는 전압을 변화시키기 위한 제어신호를 출력하는 모터제어기와;
    상기 모터제어기의 제어신호에 따라 배터리로부터 연료펌프로 인가되는 전압을 변화시켜 출력하는 전원공급스위치를 포함하는 구성인 것을 특징으로 하는 엘피아이 연료펌프 속도 제어 시스템.
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