KR100840126B1

KR100840126B1 - 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법

Info

Publication number: KR100840126B1
Application number: KR1020060136751A
Authority: KR
Inventors: 김규탁; 임경원; 지종환; 최혜진
Original assignee: 지멘스 오토모티브 주식회사
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-06-19

Abstract

본 발명은 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)-가솔린(Gasoline) 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법을 개시한다. 즉, a) 상기 차량의 현재 연료가 상기 압축 천연가스인지를 판단하는 단계; b) 상기 차량의 현재 연료가 압축 천연가스일 경우, 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 전환 요구가 수신되었는지를 판단하는 단계; c) 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 전환 요구가 수신되었을 경우, 흡기 다기관(Intake manifold)의 벽면에 부착되는 상기 가솔린의 량을 고려한 추가 분사량을 계산하는 단계; d) 상기 차량이 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 연료 전환 후 상기 가솔린의 최초 분사인지를 판단하는 단계; e) 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 전환 후 가솔린의 최초 분사일 경우, 실제 분사량을 산출하는 단계; 및 f) 상기 산출된 실제 분사량을 토대로 연료를 분사하는 단계;를 포함함으로써, 실린더에 유입되는 가솔린이 저감되어 발생되는 토크 및 불완전 연소에 따른 CO의 발생으로부터 기인되는 차량의 에미션(Emission) 저하를 해결할 수 있다.

BI-FUEL

Description

압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING FUEL INJECTION OF BI-FUEL CAR}

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면 들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법을 설명하기 위한 엔진 시스템 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법을 설명하기 위한 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 가솔린용 인젝터

200: 압축 천연가스용 인젝터

300: 흡기 다기관(Intake manifold)

400: 엔진 제어 유닛(ECU,Engine Control Unit)

500: 실린더

본 발명은 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법에 과한 것으로, 더욱 상세하게는 압축 천연가스-가소린 겸용 차량에서 압축 천연가스에서 가솔린으로 사용 연료 전화시 발생하는 토크(Torque) 및 에미션(Emission)을 저감시키는 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법을 제공함에 있다.

일반적으로 자동차 연료로서 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)는 가솔린보다 가격이 저렴하고, 가스 상태이기 때문에 각 실린더의 연료 분배가 균일하며, 배기가스도 가솔린에 비해 상대적으로 깨끗한 장점을 가지고 있다. 또한 압축 천연가스를 자동차 연료로서 사용할 때, 그 옥탄가가 높기 때문에 노킹이 거의 발생하지 않으며, 윤활유의 손실이 적고 워밍업도 빠른 장점이 있다. 이와 같이 가솔린에 비해 상대적으로 많은 장점이 있는 압축 천연가스는 택시 및 버스를 포함하는 영업용 자동차의 연료로 널리 사용되고 있는 실정이다.

이와 관련하여, 제한적으로 허가된 차량에 한하여 압축 천연가스와 가솔린을 연료로 함께 사용할 수 있는 압축 천연가스/가솔린 겸용 차량이 있으며, 이러한 겸용 차량은 모듈별로 구분되는 각 인젝터를 구비하고 있으며, 이러한 인젝터는 액체와 가스를 사용하기 위한 노즐의 차이뿐만 아니라, 서로 다른 압력에 따른 인젝션 제어가 상이하다.

기존의 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 경우, 압축 천연가스를 연료로 사 용시, 기체 상태이므로 액체인 가솔린의 경우처럼 연료 분사시 흡기 다기관의 벽면에 붙는 연료량을 고려할 필요가 없다

그러나, 기존의 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량이 압축 천연가스에서 가솔린으로 연료 전환시에는 액상인 가솔린의 특성을 고려한 추가적인 연료 보정량, 즉 흡기 다기관의 벽면에 붙는 연료량을 보정해주는 로직 또는 그에 따른 수단이 존재하지 않으며, 이로 인해 순간적인 토크(Torque)의 저감 유발 및 연료 공급량 저하에 따른 불완전 연소로 인해 CO의 발생이 유발되어 차량의 에미션(Emission)이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같이 선행 기술에 내재 되었던 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 본 발명의 목적은, 압축 천연가스-가소린 겸용 차량에서 압축 천연가스에서 가솔린으로 사용 연료 전환시 발생하는 토크(Torque) 및 에미션(Emission)을 저감시키는 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따라, 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법이 제공되며: 이 방법은, 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)-가솔린(Gasoline) 겸용 차량의 압축 천연가스에서 가솔린으로 연료 전환에 따른 최초 연료 분사시, 기설정된 가솔린 분사량에 소정의 추가 분사량을 추가하여 분사하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서, 상기 추가 분사량은, 상기 가솔린의 최초 분사시 흡기 다기관의 벽면에 부착되는 상기 가솔린의 량인 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서, 상기 추가 분사량은, 연료 변환 전 상기 압축 천연가스에서의 주행시간을 고려한 보간법을 통해 계산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일면에 따라, 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)-가솔린(Gasoline) 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법이 제공되며: 이 방법은, a) 상기 차량의 현재 연료가 상기 압축 천연가스인지를 판단하는 단계; b) 상기 차량의 현재 연료가 압축 천연가스일 경우, 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 전환 요구가 수신되었는지를 판단하는 단계; c) 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 전환 요구가 수신되었을 경우, 흡기 다기관(Intake manifold)의 벽면에 부착되는 상기 가솔린의 량을 고려한 추가 분사량을 계산하는 단계; d) 상기 차량이 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 연료 전환 후 상기 가솔린의 최초 분사인지를 판단하는 단계; e) 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 전환 후 가솔린의 최초 분사일 경우, 실제 분사량을 산출하는 단계; 및 f) 상기 산출된 실제 분사량을 토대로 연료를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 a) 단계에서, 상기 현재 연료가 압축 천연가스가 아닐 경우, 현재 연료가 상기 압축 천연가스인지를 반복해서 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 b) 단계에서, 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 변환 요구가 수신되지 않을 경우, 상기 압축 천연가스의 현재 분사량을 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서, 상기 c) 단계는, 상기 차량의 압축 천연가스에서의 주행시간을 고려한 보간법을 통해 상기 가솔린의 추가 분사량을 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기 d) 단계에서, 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 연료 전환 후 가솔린의 최초 분사가 아닐 경우, 기존의 가솔린 연료 분사량과 동일한 량으로 상기 가솔린을 분사하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서, 상기 e) 단계는, 상기 c) 단계에서 계산된 추가 분사량을 기존의 가솔린 분사량에 추가하여 상기 실제 분사량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법을 설명하기 위한 엔진 시스템 구성도를 도시한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 엔진 시스템은 가솔린 용 인젝터(100)와 압축 천연가스 용 인젝터(200), 및 엔진 제어 유닛(ECU,400)의 제어에 의해 상기 각각의 인젝터(100,200)를 통해 분사되는 연료와 흡입된 공기가 유도되고, 이를 실린더(500) 내부로 유입시키는 흡기 다기관(Intake manifold,300);을 포함하는 구성을 갖는다.

상술한 구성을 갖는 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 엔진 시스템에 있어 서, 상기 엔진 제어 유닛(400)은 연료 전환 요구 예컨대, 사용자의 전환요구 또는 압축 천연 가스의 부족 등으로 인해 현재 압축 천연 가스로 구동되는 차량의 연료를 가솔린으로 변경한다. 즉, 엔진 제어 유닛(400)은 압축 천연가스 용 인젝터(200)의 구동을 정지시키고, 가솔린 용 인젝터(100)를 구동시킴으로서 흡기 다기관(400)을 통해 상기 가솔린 용 인젝터(100)의 구동을 통해 분사된 가솔린을 실린더(500) 내부로 유입시킨다.

이때, 엔진 제어 유닛(400)은 액상 상태인 가솔린의 특성을 고려하여 흡기 다기관의 내벽에 부착되는 연료량을 고려하여 분사시킨다. 즉, 엔진 제어 유닛(400)은 압축 천연가스에서 가솔린으로의 연료 전환 후, 최초 가솔린 분사시 기설정된 가솔린의 량을 소정의 계산치 만큼 증가시켜 분사한다. 여기서, 상기 소정의 계산치는 상기 가솔린의 최초 분사시 흡기 다기관(400)의 벽면에 부착되는 가솔린의 량을 나타내며, 이는 연료 전환 전 상기 압축 천연가스에서의 차량의 주행시간을 고려한 보간법을 통해 계산된다.

이하에서는 도 2를 참조하여 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 여기서, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

먼저, 엔진 제어 유닛(300)은 상기 차량의 현재 연료가 상기 압축 천연가스인지를 판단한다(S100).

이때, 상기 판단 결과, 차량의 현재 연료가 압축 천연가스일 경우, 엔진 제 어 유닛(400)은 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 전환 요구가 수신되었는지를 판단한다(S200). 여기서, 상기 연료 전환 요구는 압축 천연 가스로 운행 중인 차량에서 사용자의 전환요구 또는 압축 천연 가스의 부족 등으로 인해 자동적으로 입력되는 신호이다.

한편, 상기 단계 'S100'에서의 판단 결과 현재 차량의 연료가 압축 천연가스가 아닐 경우, 현재 연료가 상기 압축 천연가스인지를 반복해서 판단하도록 로직이 구성된다.

이후, 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 변환 요구가 수신되었다고 판단된 경우, 엔진 제어 유닛(400)은 흡기 다기관(300) 벽면에 부착되는 상기 가솔린의 량을 고려한 추가 분사량을 계산한다(S300). 여기서, 상기 추가 분사량은 상기 가솔린의 최초 분사시 흡기 다기관(400)의 벽면에 부착되는 가솔린의 량을 나타내며, 이는 차량의 연료 전환 전 상기 압축 천연가스에서의 차량의 주행시간을 고려한 보간법을 통해 계산된다.

한편, 상기 단계 'S200'에서 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 변환 요구가 수신되지 않았다고 판단될 경우, 상기 압축 천연가스의 현재 분사량을 계산한다(S400).

그리고 나서, 엔진 제어 유닛(300)은 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 연료 전환 후 가솔린의 최초 분사인지를 판단한다(S500).

이때, 상기 단계 'S500'에서 차량의 연료가 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 전환 후 최초 연료 분사라고 판단될 경우, 엔진 제어 유닛(400)은 상기 단계 'S300'에서 계산된 추가 분사량을 기존의 분사량에 추가하여 실제 분사량을 산출한다(S600).

한편, 상기 단계 'S500'에서 차량의 연료가 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 전환 후 최초 연료 분사가 아니라고 판단될 경우, 엔진 제어 유닛(400)은 기존의 가솔린 연료 분사량과 동일한 량으로 분사하도록 가솔린 용 인젝터(100)를 작동시킨다.

이후, 엔진 제어 유닛(400)은 상기 산출된 실제 분사량을 토대로 연료를 분사하도록 가솔린용 인젝터(100)를 작동시켜 흡기 다기관(300)을 통해 실린더(500)로 가솔린이 유입되도록 한다.

이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 전자 제어 유닛 리 프로그래밍 방법은, 압축 천연가-가솔린 겸용 차량의 압축 천연가스에서 가솔린으로의 연료 전환에 따른 최초 연료 분사시, 기설정된 가솔린 분사량에 소정의 추가 분사량을 추가하여 분사시킴으로써, 실린더에 유입되는 가솔린이 저감되어 발생되는 토크 및 불완전 연소에 따른 CO의 발생으로부터 기인되는 차량의 에미션(Emission) 저하를 해결할 수 있다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

Claims

압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)-가솔린(Gasoline) 겸용 차량의 압축 천연가스에서 가솔린으로의 연료 전환에 따른 최초 연료 분사시, 기설정된 가솔린 분사량에 흡기 다기관(Intake manifold)의 벽면에 부착되는 상기 가솔린의 양인 추가 분사량을 추가하여 분사하는 것을 특징으로 하는 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 추가 분사량은,

연료 전환 전 상기 압축 천연가스에서의 주행시간을 고려한 보간법을 통해 계산하는 것을 특징으로 하는 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법.
압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)-가솔린(Gasoline) 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법에 있어서,

a) 상기 차량의 현재 연료가 상기 압축 천연가스인지를 판단하는 단계;

b) 상기 차량의 현재 연료가 압축 천연가스일 경우, 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 전환 요구가 수신되었는지를 판단하는 단계;

c) 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 전환 요구가 수신되었을 경우, 흡기 다기관(Intake manifold)의 벽면에 부착되는 상기 가솔린의 량을 고려한 추가 분사량을 계산하는 단계;

d) 상기 차량이 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 연료 전환 후 상기 가솔린의 최초 분사인지를 판단하는 단계;

e) 상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 전환 후 가솔린의 최초 분사일 경우, 기설정된 가솔린 분사량에 상기 추가 분사량을 추가한 실제 분사량을 산출하는 단계;

f) 상기 산출된 실제 분사량을 토대로 연료를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 a) 단계에서,

상기 현재 연료가 압축 천연가스가 아닐 경우, 현재 연료가 상기 압축 천연가스인지를 반복해서 판단하는 것을 특징으로 하는 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 b) 단계에서,

상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로의 연료 변환 요구가 수신되지 않을 경우, 상기 압축 천연가스의 현재 분사량을 계산하는 것을 특징으로 하는 압축 천 연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 c) 단계는,

상기 차량의 압축 천연가스에서의 주행시간을 고려한 보간법을 통해 상기 가솔린의 추가 분사량을 계산하는 것을 특징으로 하는 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 제어 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 d) 단계에서,

상기 압축 천연가스에서 상기 가솔린으로 연료 전환 후 가솔린의 최초 분사가 아닐 경우, 기존의 가솔린 연료 분사량과 동일한 량으로 상기 가솔린을 분사하는 것을 특징으로 하는 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 e) 단계는,

상기 c) 단계에서 계산된 추가 분사량을 기존의 가솔린 분사량에 추가하여 상기 실제 분사량을 산출하는 것을 특징으로 하는 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법.