KR100767517B1 - Ｌｐｉ 차량의 연료펌프 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LPI 차량의 연료펌프 제어방법에 관한 것으로서, 시동 온 상태를 배제한 주행 상태에서 연료 펌프가 고장이 아닌 경우, 쓰로틀밸브 개도량에 대한 변화량이 일정값 미만일 경우(△TPS < 0.1도/100ms), 연료압력센서로부터 입력되는 연료압력(FUP)으로부터 평균 연료압력을 측정하고, 그 측정된 평균 연료압력을 통해 평균 연료압력에 대한 변화량이 일정압 이상(△FUP_MV > 3bar)으로 판단시, 연료압력이 일정값 이하로 저하됨을 검출 가능하므로 연료펌프의 속도를 기존의 연료펌프 속도에 1속을 더하여 인젝터에서 분사되는 분사량이 정상 유량상태로 회복될 수 있도록 하는 LPI 차량의 연료펌프 제어방법에 관한 것이다.

LPI 차량, 연료펌프, 제어방법, 쓰로틀밸브 개도량, 평균 연료압력

Description

ＬＰＩ 차량의 연료펌프 제어방법{Control method of fuel pump for LPI vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 LPI 차량의 연료펌프 제어과정을 설명하기 위한 플로우챠트,

도 2는 일반적인 연료펌프 속도 및 인젝터 유량의 관계를 나타내는 그래프,

도 3은 종래의 LPI 차량의 연료펌프 제어과정을 설명하기 위한 플로우챠트이다.

본 발명은 LPI 차량의 연료펌프 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LPI 차량의 주행 상태에서 쓰로틀밸브의 개도량 및 연료압력 센서로부터 입력되는 평균 연료압력에 따라 연료펌프의 펌프 속도를 제어하여 최적의 연료량을 연료탱크로부터 토출시킬 수 있도록 한 LPI 차량의 연료펌프 제어방법에 관한 것이다.

자동차에 사용되는 연료 중 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 연료는 옥탄가가 높고 내열성이 우수하다는 특징과 연료비가 저렴하다는 장점이 있기 때문에 일부의 승용차와 승합차 등에 사용되고 있으며 대형차에도 적용된다.

상기 자동차의 엔진에 공급되는 LPG 연료는 액상이며, 이를 기화시키게 되면 공기와의 혼합성이 좋고 가연성이 놓기 때문에 가솔린과 경유에 비해 노킹이 잘 일어나지 않게 되며 베이퍼록(Vapor-Lock)이나 퍼컬레이션(Percolation)과 같은 현상의 발생을 방지 가능하여 가솔린이나 디젤 연료의 대체 연료로서 그 적용 범위가 점차로 증가되고 있는 추세이다.

여기서, 상기 LPG 연료 장치는 연료 펌프를 이용하여 LPG 연료를 액상으로 가스 인젝터에 공급하고, 이 가스 인젝터를 통해 LPG 연료를 실린더로 분사하며, 이 분사된 LPG 연료는 공기가 혼합한 후 기화하여 엔진을 구동시키게 된다.

따라서, LPG 및 가솔린 겸용 차량은 LPG 연료 사용이 필요한 기화기(Vaporizer)와 믹서(Mixer) 및 LPG 연료 탱크(Bomber), LPG 연료의 공급을 제어하는 솔레노이드 밸브, 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 LPG ECU를 필수적으로 구비되어야 한다.

그러나, 최근 차량에는 ECU의 인젝터 제어를 통해 LPG를 인젝터(Injector)를 통하여 연소실에 직접 분사시키는 엘피아이(LPI: Liquefied Petroleum Injection) 방식을 채택하여 별도의 믹서와 증발기를 사용하지 않고, 연비 및 동력 성능이 향상시킬 수 있다.

이러한 일반적인 LPI 차량에 있어서, 펌프제어 신호를 통해 LPI 인젝터에서 분사되는 연료량에 따라 LPI 연료 PUMP 속도를 1속에서 5속까지 가변시켜 연료라인 의 압력이 일정 압력을 유지하도록 함으로써, 인젝터 분사량, 즉 시간당 분사되는 유량을 일정하게 유지토록 한다(도 2 및 도 3참조).

그런데, 종래의 LPI 차량에서의 연료펌프의 인젝터 소모 유량에 따라 정해진 연료 펌프의 속도(1, 2, 3, 4, 5단)가 그 연료 펌프의 내구가 진행에 따라 각 단의 토출 유량이 초기에 정해진 스펙을 벗어나거나, 어떤 이유로 연료 펌프의 유량이 부족하게 되어 연료라인의 압력이 낮아지고 인젝터에서 분사되는 연료량이 작아져 엔진 점화가 이루어지지 않는 등 성능 악화가 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 시동 온 상태를 배제한 주행 상태에서 연료 펌프가 고장이 아닌 경우, 쓰로틀밸브 개도량에 대한 변화량이 일정값 미만일 경우, 연료압력센서로부터 입력되는 연료압력(FUP)으로부터 평균 연료압력을 측정하고, 그 측정된 평균 연료압력을 통해 평균 연료압력에 대한 변화량이 일정압 이상으로 판단시, 연료압력이 일정값 이하로 저하됨을 검출 가능하므로 연료펌프의 속도를 기존의 연료펌프 속도에 1속을 더하여 인젝터에서 분사되는 분사량이 정상 유량상태로 회복될 수 있도록 하는 LPI 차량의 연료펌프 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 시동 온 상태를 배제한 주행 상태에서 연료 펌프가 고장인지를 판단하는 단계와;

쓰로틀밸브 개도량에 대한 변화량을 입력하는 단계와;

상기 쓰로틀밸브 개도량에 대한 변화량이 일정값 미만으로 판단될 경우, 연료압력센서로부터 입력되는 연료압력(FUP)으로부터 평균 연료압력을 측정하는 단계와;

그 측정된 평균 연료압력을 통해 평균 연료압력에 대한 변화량이 일정압력 이상으로 판단될 경우, 측정된 연료펌프의 속도에 1속을 더하여 인젝터에서 분사되는 분사량이 정상 유량상태로 회복될 수 있도록 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 쓰로틀밸브 개도량에 대한 변화량 및 평균 연료압력을 통한 평균 연료압력 변화량의 기준값에 대한 조건은 각각 △TPS < 0.1도/100ms, △FUP_MV > 3bar로 도출되는 것을 특징으로 한다.

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

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 LPI 차량의 연료펌프 제어과정을 설명하기 위한 플로우챠트이며, 도 2는 일반적인 연료펌프 속도 및 인젝터 유량의 관계를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 시동 온 상태를 배제한 주행 상태에서 연료 펌프가 고장이 아닌 경우, ECU의 연료펌프 제어신호에 따라 연료펌프는 최대 속도로 동작하게 되며, 연료탱크 내의 LPG 연료를 토출시키게 된다.

즉, 상기 연료펌프는 항상 최대 속도로 동작되므로 상기 연료펌프에서 최대 연료량이 토출된다.

상기의 과정을 통해 일반적인 LPI 차량에 있어, 인젝터에서 분사되는 연료량이 일정할 경우, 연료펌프는 엔진 부하에 따라 일정한 속도로 구동되는바, 이는 연료 분사량의 정상적인 상태로 파악하여 그 연료 분사량의 변화없이 지속적으로 인젝터에서 연료를 분사하게 된다.

이와 같은 LPI 차량의 주행상태에서 연료펌프의 연료압력을 연속적으로 모니터링 하게 되는데, 본 발명의 바람직한 구현예에서는 측정된 평균 연료압력이 모니터 조건을 만족하고, 그 평균 연료압력이 일정값 이하로 저하시 연료펌프의 속도를 증가시키게 된다.

이러한 LPI 차량의 연료펌프 제어과정에 대해 설명하면, 먼저 쓰로틀밸브 개도량에 대한 변화량을 측정하여 입력하게 되는데, 쓰로틀밸브 개도량에 대한 변화량이 일정값 미만일 경우(△TPS < 0.1도/100ms), 즉 엔진의 출력 변화없이 통상 주행 상태를 유지할 경우, 연료압력센서로부터 입력되는 연료압력(FUP)으로부터 평균 연료압력을 측정하게 된다.

여기서, 상기 쓰로틀밸브의 개도량을 쓰로틀보디의 쓰로틀축과 함께 회전하는 가변저항의 변화에 따라 출력전압의 변화로 검출한 다음, ECU로 전송하여 연료 분사량을 제어하게 되는바, 상기 ECU가 쓰로틀밸브 포지션센서(TPS)의 출력전압 등의 압력신호에 따라 엔진 상태를 판정하여 연료 분사량을 조절하게 된다.

이때, 상기 평균 연료압력은 ECU가 연료라인의 압력 및 인젝터에서 분사되는 연료량을 판정하는 기준이 된다.

그러므로 연료압력센서로부터 입력되는 연료압력을 토대로 도출되는 평균 연료압력을 기준으로 연료펌프의 속도가 판정된다.

한편, 상기 평균 연료압력은 다음과 같은 수식을 만족하게 된다.

평균 연료압력(FUP_MV) = K * FUP(N-1) + (1-K)*FUP

여기서, K는 필터링 상수를 나타내며, K는 0.99이다.

이와 같은 평균 연료압력이 측정되어 입력되면, 그 평균 연료압력에 대한 변화량을 도출하여 입력하게 되는데, 이때 그 평균 연료압력에 대한 변화량이 일정압력, 즉 바람직한 구현예에서는 3bar를 초과(△FUP_MV > 3bar)하게 되면 연료펌프의 연료압력이 일정값 이하로 저하됨을 검출 가능한바, 즉 연료라인의 연료압력이 낮아지고 인젝터에서 분사되는 연료량이 작아짐을 판단하게 되어 그에 따라 연료펌프의 속도를 보정하게 된다.

본 발명의 바람직한 구현예에서 연료펌프의 속도는 기존의 연료펌프의 속도에 1속을 더하는 것으로서, 상기 1속을 추가하여 보정할 경우, 목표로 하는 연료펌프의 속도에 보다 가까운 연료펌프 속도가 이루어지도록 제어하게 된다.

따라서, 본 발명은 일정한 자동차의 주행 상태에서 연료라인 압력이 낮아지고 인젝터에서 분사되는 연료량이 감소될 경우, 연료펌프의 속도를 증가시켜 연료 량을 보정해줌으로써, 인젝터에서 분사되는 분사량이 정상 유량상태로 회복될 수 있도록 하는 LPI 차량의 연료펌프 제어방법이다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 LPI 차량의 연료펌프 제어방법에 의하면, 연료라인의 압력이 낮아지고 인젝터에서 분사되는 연료량이 작아질 경우, 쓰로틀 개도량 및 연료펌프 압력을 통해 이를 판단하여 신속하게 연료펌프의 속도를 증대시켜 연료량을 보충해줌으로써, 정상적인 엔진 구동상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 시동 온 상태를 배제한 주행 상태에서 연료 펌프가 고장인지를 판단하는 단계와;

   쓰로틀밸브 개도량에 대한 변화량을 입력하는 단계와;

   상기 쓰로틀밸브 개도량에 대한 변화량이 일정값 미만으로 판단될 경우, 연료압력센서로부터 입력되는 연료압력(FUP)으로부터 평균 연료압력을 측정하는 단계와;

   그 측정된 평균 연료압력을 통해 평균 연료압력에 대한 변화량이 일정압력 이상으로 판단될 경우, 측정된 연료펌프의 속도에 1속을 더하여 인젝터에서 분사되는 분사량이 정상 유량상태로 회복될 수 있도록 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 LPI 차량의 연료펌프 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 쓰로틀밸브 개도량에 대한 변화량 및 평균 연료압력을 통한 평균 연료압력 변화량의 기준값에 대한 조건은 각각 △TPS < 0.1도/100ms, △FUP_MV > 3bar로 도출되는 것을 특징으로 하는 LPI 차량의 연료펌프 제어방법.

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