KR100706451B1

KR100706451B1 - 자동차용 ｌｐｇ 봄베시스템의 무효잔량 저감장치

Info

Publication number: KR100706451B1
Application number: KR1020050119141A
Authority: KR
Inventors: 류부열
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-04-10

Abstract

본 발명은 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치에 관한 것으로서, 차량의 상하 경사시 사용하지 못하는 연료의 무효잔량을 저감시키기 위하여 차량의 전후 경사가 일정 경사각 이상이 될 경우, 공압식 브레이크에서 사용되는 공기탱크의 공기압을 제어하거나, 또는 봄베에 형성된 연료 리턴라인의 내부압력을 제어하여 중앙의 연료 펌프측으로 LPG 연료가 항상 일정량을 유지할 수 있도록 하는 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치에 관한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 전후 경사를 측정하는 경사각센서와; 상기 경사각센서의 경사각을 판단하여 제어밸브에 제어신호를 송신하는 제어장치와; 상기 제어장치의 제어신호에 따라 공압식 브레이크장치의 공기탱크 또는 LPG 봄베시스템의 LPG 리턴라인에 연결되어 공급되는 압력의 유로를 선택적으로 제어하는 제어밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

자동차, LPG 봄베시스템, 무효잔량 저감장치, 경사각센서, 제어장치, 제어밸브, 공기탱크, LPG 리턴라인, 리턴밸브

Description

자동차용 ＬＰＧ 봄베시스템의 무효잔량 저감장치{Apparatus for reduction of dead storage in LPG bombe system for automobile}

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치를 나타내는 개략적인 일구현예,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치를 나타내는 다른 구현예,

도 3은 일반적인 LPG 봄베시스템을 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제어수단 11 : 경사각센서

12 : 제어장치 13 : 제어밸브

20 : 공기탱크 21 : 공압 라인

30 : LPG 리턴라인 35 : 리턴밸브

본 발명은 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 상하 경사시 사용하지 못하는 연료의 무효잔량을 저감시키기 위하여 전후 경사가 일정 경사각 이상이 될 경우, 공압식 브레이크에서 사용되는 공기탱크의 공기압을 제어하거나, 또는 봄베에 형성된 연료 리턴라인의 내부압력을 제어하여 중앙의 연료 펌프측으로 LPG 연료가 항상 일정량을 유지할 수 있도록 하는 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치에 관한 것이다.

LPG 봄베시스템(Bombe system)은 LPG 차량의 연료인 LPG를 저장 및 공급하여주는 장치로서, 통상적으로 승용차용은 도 3에 도시된 바와 같다.

일반적으로, 하나의 봄베 및 각종 밸브류가 있는 컨테이너로 구성되어 있으며, 72리터 정도의 용량으로 되어 있다.

그러나, 승용차용의 경우, 트렁크 내부에 위치하여 레이아웃(LAY-OUT)적인 제약을 크게 받지 않으나, RV 및 상용차의 경우 차량의 언더 플로어(Under Floor)가 평평한 형상을 띄고 있어 필요 용량 및 관련 법규 만족에 있어서, 많은 레이아웃적인 제약이 따른다.

이로 인해, 통상적으로 2 ~ 4개 가량의 봄베를 연결하여 차량 하부에 마운팅하는 구조로 되어있다.

기존의 LPG 시스템에서는 액상과 기상의 연료를 순수 봄베의 내압으로 송출하였으나, LPI시스템의 개발과 함께 봄베 내부에 연료 펌프(110)가 장착되고, 그 연료 펌프의 압력으로 액상의 LPG 연료만을 송출하는 바, 2 ~ 4개의 봄베(100,200,210)를 연결한 구조에서 차량이 상경사 혹은 하경사 주행시 LPG 액상연료 가 중앙부의 메인 봄베(100)에서 보조 봄베(200,210)쪽으로 치우치면서 연료가 남아있는 상태에서도 연료 펌프(110)로 유입되지 않아 사용하지 못하는 경우가 많이 일어나고 있다.

특히, 이러한 현상은 LPG 가격인하에 힘입어 개발에 박차를 가하고 있는 상용차의 경우 레이아웃과 같은 단점 때문에 봄베의 자체 길이가 길어지고, 직경이 작아진 봄베의 경우 심각한 수준이다.

실제로 이러한 차량의 경우, 공칭용량이 80리터지만 상,하 경사시 사용하지 못하는 연료량(무효잔량)이 20리터에 육박하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 차량의 상하 경사시 연료 펌프로 공급이 되지 않아 사용하지 못하는 연료의 무효잔량을 줄이기 위하여 차량의 전후 경사가 일정 경사각 이상이 될 경우, 공압식 브레이크에서 사용되는 공기탱크의 공기압을 제어하거나, 또는 봄베에 형성된 연료 리턴라인의 내부압력을 제어하여 중앙의 연료 펌프측으로 LPG 연료가 항상 일정한 공급량을 유지할 수 있도록 하는 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 연료 펌프를 포함하는 메인 봄베와, 이 메인 봄베의 양측에서 LPG 연결라인을 통해 연결된 한쌍의 보조 봄베로 구성되어 차량 하부에 마운팅되는 자동차용 LPG 봄베시스템에 있어서,

차량의 상하 경사시 중력에 의해 연료가 상대적으로 많이 저장된 상기 보조 봄베의 LPG 연료가 메인 봄베의 연료 펌프에 공급되어 항상 LPG 연료량이 일정량을 유지할 수 있도록 제어하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제어수단은 차량의 전후 경사를 측정하는 경사각센서와;

상기 경사각센서의 경사각을 판단하여 제어밸브에 제어신호를 송신하는 제어장치와;

상기 제어장치의 제어신호에 따라 공압식 브레이크장치의 공기탱크에 연결된 공압 라인에 연결되어 그 공압 라인을 통해 공급되는 압력의 유로를 선택적으로 제어하는 제어밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어수단은 차량의 전후 경사를 측정하는 경사각센서와;

상기 제어장치의 제어신호에 따라 엔진에 분사되고 남은 잉여의 LPG 연료를 봄베시스템으로 다시 리턴되도록 하는 LPG 리턴라인에 연결되어 그 LPG 리턴라인을 통해 공급되는 압력의 유로를 선택적으로 제어하는 제어밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치를 나타내는 개략적인 일구현예이며, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치를 나타내는 다른 구현예이다.

먼저, 일반적인 LPG 봄베시스템은 2 ~ 4개의 봄베를 연결하여 차량 하부에 마운팅되는 바, 상기 봄베는 중앙의 연료 펌프(110)를 포함하는 메인 봄베(100)와, 이 메인 봄베(100)의 양측에서 LPG 연결라인(300)을 통해 연결된 한쌍의 보조 봄베(200,210)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 통상의 LPG 봄베시스템에 있어서, 본 발명은 엔진과 피드라인(400)을 통해 연결된 상기 메인 봄베(100)의 연료 펌프(110)와 LPG 연결라인(300)을 통해 연결된 보조 봄베(200,210)가 공압식 브레이크를 사용하는 상용차의 공기탱크(20)와 공압 라인(21)으로 연결되어 있는 바, 브레이크 작동을 통해 발생하는 가압력이 공기탱크(20)에 충만되어 있는 공압을 공압 라인(21)을 통해 선택된 하나의 보조 봄베(200,210)로 배출되도록 하여 그 보조 봄베(200,210)에 저장된 LPG 연료가 상기 메인 봄베(100)의 연료 펌프(110)측으로 항상 유동되도록 하는 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치이다.

이때, 차량의 상하 경사시 중력에 의해 연료가 상대적으로 많이 저장된 상기 보조 봄베(200,210)의 LPG 연료가 메인 봄베(100)의 연료 펌프(110)에 공급되어 항상 LPG 연료량이 일정량을 유지할 수 있도록 제어하는 제어수단(10)이 구비되어 있 다.

상기 제어수단(10)은 차량의 전후 경사를 측정하는 경사각센서(11)와, 상기 경사각센서(11)의 경사각을 판단하여 제어밸브(13)에 제어신호를 송신하는 제어장치(12)와, 상기 제어장치(12)의 제어신호에 따라 공압식 브레이크장치의 공기탱크(20)에 연결된 공압 라인(21)에 연결되어 그 공압 라인(21)을 통해 공급되는 압력의 유로를 선택적으로 제어하는 제어밸브(13)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동원리에 대해 설명하면, 먼저 차량의 전후 경사를 측정하는 경사각센서(11)에서 그 경사각이 일정값(+/-5%) 이상일 경우, 그 경사각을 판단하여 제어장치(12)에 제어신호를 전송하면 상기 제어장치(12)는 공압 라인(21)의 제어밸브(13)를 제어하여 보조 봄베(200,210)에 선택적으로 공압을 공급하고, 이를 통해 연료가 상대적으로 많이 저장된 보조 봄베(200,210)의 연료를 LPG 연결라인(300)을 통해 메인 봄베(100)의 연료 펌프(110)측으로 일정량 제공하여 중앙의 메인 봄베(100)에 항상 일정량의 연료가 저장될 수 있도록 한다.

즉, 중력으로 인해 차량이 기울어진 방향쪽의 보조 봄베(200,210)의 연료 저장량이 타측의 보조 봄베(210,200)의 연료 저장량 대비, 상대적으로 많게 되므로 상기 제어밸브(13)는 기울어진 방향쪽의 보조 봄베(200.210)와 연결된 공압 라인(21)을 개방하여 상기 메인 봄베(100)의 연료 펌프(110)로 연료가 공급될 수 있도록 하는 것이다.

이로써, 차량의 상하 경사시 연료 펌프로 공급되지 못하는 LPG 연료의 무효잔량을 저감시켜 자동차의 성능을 한차원 높일수 있게 된다.

한편, 일반 RV 및 소형 상용차의 경우, 공압식 브레이크를 사용하지 않는 관계로 별도의 컴프레서 및 공기탱크(20)를 사용할 경우, 상당한 원가 상승 및 중량 상승을 초래할 수 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 공압식 브레이크를 사용하지 않는 차량은 상기 공기탱크(20)와 연결된 공압 라인(21)을 배제하고, 대신에 엔진에 분사되고 남은 잉여의 연료를 LPG 봄베시스템으로 다시 리턴되도록 하는 LPG 리턴라인(30)을 활용하게 된다.

즉, 도 1의 제어밸브(13)를 상기 LPG 리턴라인(30)에 설치하여 상기 도 1에 도시된 구성과 동일한 작용을 할 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 LPG 리턴라인(30)의 경우, 엔진측의 열과 차량의 하부에서 발생하는 열 등이 전달되어 액상과 기상의 연료가 혼합된 상태로 상기 LPG 봄베시스템의 내압보다 높은 상태를 유지하도록 되어 있으나, 만약 상기 보조 봄베(200,210)에 저장된 연료가 LPG 리턴라인(30)을 통해 역류되는 경우가 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 LPG 리턴라인(30)의 압력이 상기 보조 봄베(200,210)측의 압력보다 상대적으로 높아야만 열리는 리턴밸브(35)가 더 구비되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치에 의하면, 다수의 봄베를 연결하여 사용하는 LPG 봄베시스템에 있어서의 무효잔량을 획기적으로 줄일 수 있어 궁극적으로는 가격 인하로 각광 받고 있는 LPG 차량을 상용차량까지 확대 개발할 수 있는 효과가 있다.

Claims

연료 펌프를 포함하는 메인 봄베와, 이 메인 봄베의 양측에서 LPG 연결라인을 통해 연결된 한쌍의 보조 봄베로 구성되어 차량 하부에 마운팅되는 자동차용 LPG 봄베시스템에 있어서,

차량의 상하 경사시 중력에 의해 연료가 상대적으로 많이 저장된 상기 보조 봄베의 LPG 연료가 메인 봄베의 연료 펌프에 공급되어 항상 LPG 연료량이 일정량을 유지할 수 있도록 제어하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어수단은 차량의 전후 경사를 측정하는 경사각센서와;

상기 경사각센서의 경사각을 판단하여 제어밸브에 제어신호를 송신하는 제어장치와;

상기 제어장치의 제어신호에 따라 공압식 브레이크장치의 공기탱크에 연결된 공압 라인에 연결되어 그 공압 라인을 통해 공급되는 압력의 유로를 선택적으로 제어하는 제어밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치.
청구항 2에 있어서,

상기 제어밸브는 기울어진 방향쪽의 보조 봄베와 연결된 공압 라인을 개방하여 상기 메인 봄베의 연료 펌프로 연료가 공급될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어수단은 차량의 전후 경사를 측정하는 경사각센서와;

상기 경사각센서의 경사각을 판단하여 제어밸브에 제어신호를 송신하는 제어장치와;

상기 제어장치의 제어신호에 따라 엔진에 분사되고 남은 잉여의 LPG 연료를 봄베시스템으로 다시 리턴되도록 하는 LPG 리턴라인에 연결되어 그 LPG 리턴라인을 통해 공급되는 압력의 유로를 선택적으로 제어하는 제어밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치.
청구항 4에 있어서,

상기 제어밸브는 기울어진 방향쪽의 보조 봄베와 연결된 LPG 리턴라인을 개방하여 상기 메인 봄베의 연료 펌프로 연료가 공급될 수 있도록 하는 것을 특징으 로 하는 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,

상기 LPG 리턴라인은 보조 봄베에 저장된 연료가 그 LPG 리턴라인을 통해 역류되지 않도록 리턴밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 LPG 봄베시스템의 무효잔량 저감장치.