KR100749242B1 - 엘피아이 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

가스 인젝터에 인접된 연료 공급 라인에 설치되는 제1 연료 차단밸브와 연료 탱크에 인접된 연료 공급 라인에 설치되는 제2 연료 차단 밸브를 순차적으로 열림 제어하여 시동키 온(on) 시 연료 공급 라인의 연료압을 고압으로 형성함으로써 시동성을 향상하고 배기 가스를 저감할 수 있도록 한 엘피아이 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법이 개시되어 있다. 상기 제1 및 제2 연료 차단 밸브의 기계적 오차 또는 노후로 인해 제2 연료 차단 밸브가 먼저 열림 제어되어 연료공급라인의 연료압이 순간적으로 하강하는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 연료 차단 밸브를 열림 제어한 후 미리 설정된 소정 시간 경과될 때 상기 제2 연료 차단 밸브를 열림 제어함으로써, 시동키 오프 상태에서 온 상태로 전환 시 연료 공급라인의 압력 저하로 인해 발생되는 시동성 저하 및 배기 가스를 미연에 방지할 수 있게 된다.

자동차, 연료공급라인, 연료압, 연료 차단 밸브

Description

엘피아이 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING OF FUEL SUPPLYING APPARATUS OF LPI CAR }

도 1은 본 발명이 적용되는 연료공급 장치의 구성을 보인 도이다.

도 2는 본 발명에 따른 연료공급장치의 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 연료 탱크 13 : 연료 펌프

17 : 가스 인젝터 21 : 연료공급라인

22 : 연료리턴라인 23 : 연료압 센서

25 : 레귤레이터 33 : 서브 이씨유

SV1 : 제1 연료 차단 밸브 SV2 : 제2 연료 차단 밸브

본 발명은 엘피아이 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 시동키 온 시 가스 인젝터에 인접된 연료 공급 라인에 설치되는 제1 연료 차단밸브와 연료 탱크에 인접한 연료 공급 라인에 설치되는 제2 연료 차 단 밸브의 순차 열림 제어할 수 있도록 한 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 인젝터에 공급하고, 이 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, 점화 스위치가 온되면, 상기 서브 이씨유의 펌프제어신호에 따라 연료펌프는 최대 속도로 동작되어 상기 연료 탱크 안의 엘피지 연료를 액화 상태로 토출시킨다.

점화 스위치가 시동 위치로 스위칭되면, 상기 메인 이씨유는 공기량에 따라 가솔린 인젝션신호를 서브 이씨유로 공급하고, 상기 서브 이씨유는 상기 수신된 가솔린 인젝션신호에 따라 가스 인젝션신호를 발생한다. 상기 가스 인젝션신호는 가스 인젝터로 공급되고, 이 가스 인젝터의 작동으로 상기 연료 탱크에서 토출된 엘피지 연료는 실린더 내로 분사된다.

그러나, 운전자에게 의해 엔진이 가속되면, 상기 서브 이씨유는 엘피지 연료를 가스 인젝터에 추가로 공급하기 위한 가스 인젝션 신호가 발생되고, 상기 서브 이씨유에서 발생되는 가스 인젝션신호는 추가 인젝션 주기를 포함한다.

따라서, 상기의 시동키가 온 되어 연료 공급라인을 통해 고압으로 연료가 실린더에 공급될 때 좋은 시동성을 유지할 수 있으며, 따라서, 운전 시에는 연료 펌프에 의해 연료 탱크내의 압력 보다 연료 공급라인의 압력이 약 5bar 가 더 가압된다.

그러나, 시동 오프 시 연료공급라인의 압력은 연료 탱크 내의 압력 보다 5 bar 가압된 상태에서 연료 펌프의 구동이 정지되고, 가스 인젝터에 인접된 연료 공급 라인에 설치되는 제1 연료 차단밸브과 상기 연료 탱크에 인접한 연료 공급 라인에 설치되는 제2 연료 차단 밸브가 닫힘 제어된다. 따라서, 상기 연료 공급 라인의 연료압은 연료 탱크내의 압력 보다 약 5bar 더 가압된 상태로 유지된다.

이 후, 상기 시동키가 오프에서 온으로 전환된 때 상기의 제1 연료 차단밸브와 상기의 제2 연료 차단 밸브가 동시 열림 제어되는데 상기 제1 및 제2 연료 차단 밸브의 기계적인 편차나 노후화에 의해 제2 연료 차단 밸브가 먼저 열림 제어되는 경우 상기 연료 공급 라인의 연료압이 연료 탱크의 연료압 보다 높기 때문에 상기 연료 공급 라인의 연료압이 순간 하강하게 되고. 이러한 연료 공급라인의 연료압 하강은 시동 성 저하 및 배기 가스의 증가가 발생하는 원인이 되었다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스 인젝터에 인접된 연료 공급 라인에 설치되는 제1 연료 차단밸브와 연료 탱크에 인접한 연료 공급 라인에 설치되는 제2 연료 차단 밸브를 순차적으로 열림 제어하여 시동키 온 시 연료 공급 라인의 연료압을 고압으로 형성함으로써, 시동성을 향상하고 배기 가스를 저감할 수 있도록 한 엘피아이 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법을 제공하고자 함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 과제는,

가스 인젝터에 인접된 연료 공급 라인에 설치되는 제1 연료 차단밸브와 연료 탱크에 인접한 연료 공급 라인에 설치되는 제2 연료 차단 밸브를 포함하는 LPI 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법에 있어서,

a) 서브 이씨유에서 외부로부터 공급되는 시동키 신호를 수신하여 상기의 시동키 신호가 온 상태인 지를 판단하고, 판단 결과 시동키 신호가 온 상태인 경우 엘피지 스위치가 온 상태인 지를 판단하는 단계;

b) 상기 a) 단계를 통해 엘피지 스위치가 온 상태인 경우 상기의 제1 연료 차단 밸브를 열림 제어한 후 소정 시간이 경과되었는 지를 판단하고, 상기 소정 시간이 경과된 경우 상기의 제2 연료 차단 밸브를 열림 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,

여기서, c) 상기 a) 단계에서 상기의 시동 키가 온 상태가 아닌 경우 오프 상태로 판정하여 상기 연료 펌프가 정지되었는 지를 판단하고, 상기의 연료 펌프가 정지되지 않은 경우 연료 펌프를 정지한 후 상기 제1 연료 차단 밸브 및 제2 연료 차단 밸브를 닫힘 제어하는 단계를 더 포함하고,

d) 상기 a) 단계에서 엘피지 스위치가 온 상태가 아닌 경우 연료 펌프가 구동 중인 지를 판단하고, 상기의 연료 펌프가 구동 중인 경우 상기 c) 단계로 진행하여 상기의 제1 연료 차단 밸브 및 제2 연료 차단 밸브를 닫힘 제어하는 단계와,

e) 상기 d) 단계에서 상기의 연료 펌프가 구동 중이 아닌 경우 상기의 제1 연료 차단 밸브 및 제2 연료 차단 밸브를 열림 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 가스 인젝터에 인접한 제1 연료 차단 밸브를 열림 제어한 후 소정 시간 경과될 때 상기의 연료 탱크에 인접한 제2 연료 차단 밸브를 열림 제어함으로써, 시동 키 온 상태이고 엘피지 스위치가 온 상태인 경우 연료공급라인의 압력이 고압되어 시동성을 향상시킬 수 있고, 배기 가스를 저감할 수 있게 된다.

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 연료공급장치의 구성을 보인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 연료 공급 장치는, 연료 탱크(11), 연료 펌프(13), 가스 인젝터(17), 연료공급라인(21), 연료리턴라인(22), 연료압 센서(23), 레귤레이터(25), 서브 이씨유(33)로 구성되고, 상기 연료 공급 라인(21)에는 상기의 가스 인젝터(17)와 인접한 위치에 설치되는 제1 연료 차단 밸브(SV1)와 상기 연료 연료 탱크(11)에 인접한 위치에 설치되는 재2 연료 차단 밸브(SV2)를 포함한다.

상기의 제1 연료 차단 밸브(SV1) 및 제2 연료 차단 밸브(SV2)는 연료 펌프(13)에 의해 토출된 연료를 연료 공급 라인을 통해 가스 인젝터로 공급하기 위해 시동키 온 시 열림 제어되고, 시동 키 오프 시 닫힘 제어되도록 구비된다.

상기 서브 이씨유(33)는 외부로부터 공급되는 시동키 신호에 따라 연료 펌프(13)를 구동시키기 위한 구동 신호를 발생하고, 상기 제어 신호에 따라 연료 펌프(13)가 구동되어 상기의 연료 탱크(11) 내의 연료는 상기의 연료 공급라인(21)을 통해 가스 인젝터(17)로 토출된다.

즉, 상기의 시동 키 온(on) 시 상기의 서브 이씨유(33)에서 발생된 연료 펌프의 구동 신호와 제1 연료 차단밸브(SV1) 및 제2 연료차단밸브(SV2)를 열림 상태로 제어하기 위해 발생된 제어 신호에 따라 상기의 제1 연료 차단밸브(SV1) 및 제2 연료차단밸브(SV2)는 열림 상태로 제어되므로, 상기 연료 펌프(13)의 구동에 따라 상기 연료 탱크(11) 안의 연료가 액화 상태로 토출된다.

이때 상기의 제1 및 제2 연료 차단 밸브(SV1)(SV2)의 기계적 오차 또는 노후로 인해 제2 연료 차단 밸브( SV2)가 먼저 열림 제어되어 연료공급라인(21)의 연료압이 순간적으로 하강하는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 연료 차단 밸브(SV1)는 서브 이씨유(33)의 제어에 따라 열림 제어되고 미리 설정된 소정 시간 경과될 때 상기의 제2 연료 차단 밸브(SV2)가 열림 제어된다.

그리고, 상기 가스 인젝터(17)는 상기 서브 이씨유(33)로부터 공급되는 가스 인젝션 신호에 따라 상기 연료 공급 라인(21)을 통해 상기 연료 탱크(11)에서 토출된 엘피지 연료를 액상 상태로 실린더(미도시됨) 내로 분사시킨다.

그리고, 상기의 연료 리턴 라인(22)은 가스 인젝터(17)와 연료 탱크(11)에 설치되어 여분의 엘피지 연료를 상기의 연료 탱크(11) 내로 되돌리고, 상기 연료압 센서(23)는 상기 연료 리턴 라인(22)의 소정 위치에 설치되어 상기 연료 탱크(11)와 가스 인젝터(17) 간의 연료 압력 차(5 bar)를 일정하기 유지하기 위하여 상기 연료 리턴 라인(22)을 통해 되돌진 연료의 압력을 감지하고, 이 감지된 연료의 압력을 서브 이씨유(33)로 제공한다.

또한, 상기 서브 이씨유(33)는 상기의 연료압 센서(23)에 의해 감지된 연료압에 따라 상기의 레귤레이터(25)를 제어하여 연료 공급 라인(21) 내의 연료압과 연료 탱크(11) 내의 연료압의 차를 일정 유지한다.

이와 같이 구비된 본 발명에 따른 엘피아이 차량에 있어, 상기의 서브 이씨유(33)는 외부로부터 공급되는 시동키 신호를 수신하여(단계 101), 시동 키가 오프 되었는 지를 판단한다(단계 103).

상기의 단계(103)를 통해 시동 키가 온(on) 상태 경우 상기 서브 이씨유(33)는 엘피지 스위치가 온 상태인 지를 판단하고(단계 105), 엘피지 스위치가 온 상태인 경우 상기 제1 연료 차단 밸브(SV1)를 열림 제어한다(단계 107).

이 후 상기 서브 이씨유(33)는 미리 설정된 소정 시간(100-200Msec)이 경과되었는 지를 판단하고(단계 109), 상기 소정 시간이 경과된 경우 상기 제2 연료 차단 밸브(SV2)를 열림 상태로 제어한다(단계 111).

한편, 상기 단계(105)를 통해 엘피지 스위치가 온 상태가 아닌 경우 오프 상태로 판정하고, 현재 연료 펌프(13)가 구동 중인 지를 판단하며(단계 113) 상기 연료 펌프가 구동 중인 경우 제1 및 제2 연료 차단 밸브(SV1)(SV2)를 모두 열림 제어한다(단계 115).

그러나, 상기 단계(113)를 통해 연료 펌프(13)가 구동 중이 아닌 경우 상기 서브 이씨유(33)는 상기의 제1 및 제2 연료 차단 밸브(SV1)(SV2)를 모두 닫힘 제어한다(단계 117).

또한, 상기 서브 이씨유(33)는 상기 단계(103)을 통해 시동키가 온(on) 상태가 아닌 경우 상기 연료 펌프가 정지되었는 지를 판단하고(단계 119), 상기의 연료 펌프(13)가 정지되었다고 판단되면, 상기 단계(117)로 진행하고, 상기 연료 펌프(13)가 정지되지 않은 경우 연료 펌프(13)를 정지한 후(단계 121) 상기 단계(117)로 진행한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법은, 상기 제1 및 제2 연료 차단 밸브의 기계적 오차 또는 노후로 인해 제2 연료 차단 밸브가 먼저 열림 제어되어 연료공급라인의 연료압이 순간적으로 하강하는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 연료 차단 밸브를 열림 제어한 후 미리 설정된 소정 시간 경과될 때 상기 제2 연료 차단 밸브를 열림 제어함으로써, 시동키 오프 상태에서 온 상태로 전환 시 연료 공급라인의 압력 저하로 인해 발생되는 시동성 저하 및 배기 가스를 미연에 방지할 수 있는 효과를 얻는다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료공급장치의 제어 방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다

Claims (3)

1. 가스 인젝터에 인접된 연료 공급 라인에 설치되는 제1 연료 차단밸브와 연료 탱크에 인접한 연료 공급 라인에 설치되는 제2 연료 차단 밸브를 포함하는 LPI 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법에 있어서,

   a) 서브 이씨유에서 외부로부터 공급되는 시동키 신호를 수신하여 상기의 시동키 신호가 온 상태인 지를 판단하고, 판단 결과 시동키 신호가 온 상태인 경우 엘피지 스위치가 온 상태인 지를 판단하는 단계; 및

   b) 상기 a) 단계를 통해 엘피지 스위치가 온 상태인 경우 상기의 제1 연료 차단 밸브를 열림 제어한 후 소정 시간이 경과되었는 지를 판단하고, 상기 소정 시간이 경과된 경우 상기의 제2 연료 차단 밸브를 열림 제어한 후 상기의 연료 펌프를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, c) 상기 a) 단계에서 상기의 시동 키가 온 상태가 아닌 경우 오프 상태로 판정하여 상기 연료 펌프가 구동 중인 지를 판단하고, 상기의 연료 펌프가 구동 중인 경우 연료 펌프를 정지한 후 상기 제1 연료 차단 밸브 및 제2 연료 차단 밸브를 닫힘 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법.
3. 제2항 중 한 항에 있어서, d) 상기 a) 단계에서 엘피지 스위치가 온 상태가 아닌 경우 연료 펌프가 구동 중인 지를 판단하고, 상기의 연료 펌프가 구동 중인 경우 상기 c) 단계로 진행하여 상기의 제1 연료 차단 밸브 및 제2 연료 차단 밸브를 닫힘 제어하는 단계; 및

   e) 상기 d) 단계에서 상기의 연료 펌프가 구동 중이 아닌 경우 상기의 제1 연료 차단 밸브 및 제2 연료 차단 밸브를 열림 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 공급 장치의 제어 방법.

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