KR100840871B1

KR100840871B1 - 엘피지 직접 분사식 시스템용 가변 압력 조절 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR100840871B1
Application number: KR1020070055642A
Authority: KR
Inventors: 송진우; 추은식
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사
Priority date: 2007-06-07
Filing date: 2007-06-07
Publication date: 2008-06-23

Abstract

본 발명은 엔진 제어 유닛의 펄스폭변조 신호의 듀티에 따라 밸브의 작동 연료압을 가변 조절함으로써 연료 공급 라인 내의 연료압을 기 설정된 임계값으로 조절한 후 연료 공급 라인의 연료압과 연료 탱크 내의 내부 연료압의 차를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 엘피지 직접 분사식 시스템의 가변 압력 조절 장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 연료 공급 라인의 연료압에 따른 엔진 제어 유닛의 펄스폭변조 신호의 듀티 제어를 통해 연료 공급 라인 내의 연료압을 미리 설정된 임계값으로 제어함으로써, 연료 공급 라인의 연료압에 따라 발생하는 과소 또는 과대 연료 분사량으로 인한 시동성 저하 및 불연소 연료로 인한 배기 가스 배출을 줄일 수 있게 된다.

레귤레이터, 펄스폭변조 신호, 듀티 제어, 작동 연료압, 밸브

Description

엘피지 직접 분사식 시스템용 가변 압력 조절 장치 및 그 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING VARIABLE PRESSURE OF DIRECTING INJECTION SYSTEM AND METHOD THEREOF}

도 1은 일반적인 직접 분사 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 2는 일반적인 직접 분사 시스템용 압력조절장치가 적용되는 레귤레이터 하우징의 단면도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 직접 분사 시스템용 압력조절장치의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 직접 분사 시스템용 가변압력조절장치의 단면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 각 부의 출력 신호를 보인 파형도이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가변 압력 조절 장치의 제어 과정을 보인 흐름도이다.

본 발명은 엘피지 직접 분사 시스템용 가변압력조절장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스프링의 전기장을 이용하여 밸브의 작동 연료압을 가 변 조절함으로써, 연료 공급 라인의 연료압을 기 설정된 임계값으로 제어한 후 연료 탱크의 내부 연료압과 연료 공급 라인의 연료압의 차를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, LPG 차량에 적용되고 있는 직접 분사 시스템(LPG Directing Injection; 이하 'LPI'라 한다.)은 연료 탱크 내에 연료펌프를 장착하고, 연료펌프의 구동으로 연료를 가압하여 액상을 유지시킨 상태에서 인젝터를 통해 각각의 실린더에 산출된 양이 분사되도록 하는 LPG MPI(LIQUIFIED PETROLEUM GAS MULTI POINT INJECTION) 시스템을 의미한다.

LPG 연료는 액상의 연료가 온도 상승 또는 압력강하에 의하여 기상으로 액상 변화하게 되면 부피가 250배로 증가하게 된다.

따라서, 엔진 작동 중에 액상 연료의 액상 변화가 발생하게 되면 실제로 연소실로 유입되는 연료의 양은 1/250밖에 되지 않기 때문에 엔진 정지가 발생하므로, 주행중(아이들 포함) 엔진의 복사열에 의한 LPG 연료의 액상 변화가 발생하지 않도록 연료 탱크 내의 충전된 연료를 가압하여 분사하고 있다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 직접 분사 시스템은 연료 탱크(1) 내부의 연료펌프(3)로부터 인젝터(5)로 연결되는 연료 공급라인(L1)과 상기 인젝터(5)로부터 연료 탱크(1)로 연결되는 연료 리턴라인(L2)이 구비되며, 상기 연료 공급라인(L1)의 연료 탱크(1) 출구측에는 제1차단밸브(7)가 구비되고, 상기 연료 공급라인(L1) 상의 일측에는 제2차단밸브(9)가 구비된다.

또한, 상기 연료 공급라인(L1)과 연료 리턴라인(L2) 사이에는 압력조절장 치(11)가 구성되어 상기 연료 공급라인(L1) 상의 압력을 연료 탱크(1) 내부 압력 대비 5bar 정도 높게 유지되도록 한다.

여기서, 상기한 압력조절장치(11)는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 연료 리턴라인(L2) 상에서, 인젝터(5) 측으로 연결되는 연료 입구단(13)과 연료 탱크(1) 측으로 연결되는 연료 출구단(15)을 갖는 레귤레이터 하우징(17) 내부에 구성된다.

즉, 상기 압력조절장치(11)의 구체적인 구성은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 밸브 하우징(21)이 상기 레귤레이터 하우징(17)의 내부에 설치된다.

상기 밸브 하우징(21)의 하부 중앙에는 연료 출구관(23)이 형성되어 상기 레귤레이터 하우징(17)의 연료 출구단(15)에 기밀을 유지한 상태로 끼워지며, 상기 밸브 하우징(21)의 하부 연료 출구관(23) 둘레에는 다수개의 연료 유입구(25)가 형성되어 상기 레귤레이터 하우징(17)의 연료 입구단(13)에 대응하게 배치된다.

상기 밸브 하우징(21)의 내부에는 그 중앙에 다이어프램(27)이 설치되어 밸브 하우징(21)의 내부를 다이어프램 실(C1)과 연료 유입실(C2)로 구획하게 되며, 상기 다이어프램(27)의 중앙에는 상기 연료 유입실(C2) 측으로 밸브(29)가 설치된다.

즉, 상기한 연료 출구관(23)은 그 상단이 상기 연료 유입실(C2)에 배치되며, 상기 밸브(29)는 그 하부면에 밸브시트(31)를 장착한 상태로, 상기 밸브시트(31)에 의해 상기 연료 출구관(23)을 개폐할 수 있도록 배치된다.

그리고 상기 밸브 하우징(21)의 다이어프램 실(C1)에는 스프링(33)이 설치되는데, 상기 스프링(33)은 그 상단이 밸브 하우징(21)의 상부 내면에 설치되는 상부 스프링시트(35)에 지지되고, 그 하단은 상기 밸브(29)의 상단에 설치되는 하부 스프링시트(37)에 지지되어 밸브(29)에 일정 탄성력을 제공한다.

또한, 상기 밸브(29)의 상단 중심에는 내측으로 핀 홈(39)을 형성하고, 상기 상부 스프링시트(35)의 중심에는 코어 핀(41)을 수직으로 설치하여 상기 핀 홈(39)에 끼운 상태로 밸브(29)의 상하작동을 가이드 하도록 구성한다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 종래 압력조절장치(11)는 상기 스프링(33)의 탄성계수가 일정하게 설정되며, 상기 레귤레이터 하우징(17)의 연료 입구단(13)으로 공급되는 연료의 압력이 스프링(33)의 탄성력을 극복하면, 상기 다이어프램(27)을 밀어 올려서 상기 밸브(29)가 연료 출구관(23)을 개방하게 되며, 이에 따라 연료가 레귤레이터 하우징(17)의 연료 출구단(15)을 통하여 연료 탱크(1)로 리턴된다.

반면, 상기 레귤레이터 하우징(17)의 연료 입구단(13)으로 공급되는 연료의 압력이 스프링(33)의 탄성력을 극복하지 못하면, 상기 다이어프램(27)을 밀어 올리지 못하여 상기 밸브(29)는 연료 출구관(23)을 닫은 상태를 유지하여 연료 공급라인(L1) 내 연료의 압력을 일정하게 유지해주게 된다.

예를 들면, 스프링(33)의 탄성계수를 연료 공급라인(L1) 내 연료압이 5Bar (현재 직접 분사 시스템의 양산 차종은 5Bar로 설정되어 있음) 이상일 때, 상기 밸브(29)를 밀어 올릴 수 있도록 설정한다면, 연료 입구단(13) 측과 연료 출구단(15) 측의 연료 압력차(Pin-Pout)가 5Bar 이상이 되면, 밸브(29)가 연료 출구관(23)을 열어 연료가 연료 탱크(1)로 리턴되고, 상기 연료 압력차가 5Bar 미만이 되면, 밸브(29)가 연료 출구관(23)을 닫아 연료가 연료 탱크(1)로 리턴되지 않도록 하여 상기 연료 입구단(13) 측과 연료 출구단(15) 측의 연료 압력차를 항상 5Bar로 유지시켜준다.

그러나 상기한 종래 기술에 따른 압력조절장치는 그 내부의 스프링(33)의 탄성계수가 결정되면, 상기 연료 공급라인(L1) 내부의 연료압이 고정되는바, 시스템의 필요에 의해 압력조절장치(11)의 설정압력을 변경할 수 없다는 단점이 있다.

즉, 상기한 직접 분사 시스템은 그 압력조절장치(11)의 설정압이 5Bar로 고정되어 모든 시스템이 5Bar에 맞추어 설계되어 있으므로, 연료 공급 라인의 연료압과 무관하게 항상 연료 공급 라인과 연료 탱크의 연료압 차는 항상 5 Bar로 유지된다.

그러나 연료 탱크(1)의 연료의 온도가 상승하여 연료 공급 라인의 높아지는 경우 고정된 연료압의 차로 인해 연료가 인젝터(5)로 누설되므로, 연료 분사량이 기 설정치보다 많아지므로, 불연소되는 연료로 인해 배기 가스가 배출되는 문제점이 있었다.

또한, 압력 조절 장치(11)에 따라 고정된 연료압의 차로 인해 상기의 연료 공급 라인의 연료압이 낮아져 연료 분사량이 설정치보다 작아지므로, 엔진 시동성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점 및 단점을 해소하기 위하여 발명한 것으로, 본 발명의 목적은 연료 공급 라인의 연료압에 따른 엔진 제어 유닛의 펄스폭변조 신호의 듀티 제어를 통해 연료 공급 라인 내의 연료압을 미리 설정된 임계값으로 제어함으로써, 연료 공급 라인의 연료압에 따라 발생하는 과소 또는 과대 연료 분사량으로 인한 엔진 시동성 저하 및 불연소 연료로 인한 배기 가스 배출을 줄일 수 있는 엘피지 직접 분사 시스템의 가변압력조절장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기술적 과제는,

레귤레이터 하우징의 내부에 설치되며, 하부 중앙에는 연료 출구관이 형성되고, 상기 연료 출구관 둘레에는 다수개의 연료 유입구가 형성되는 밸브 하우징;

상기 밸브 하우징의 내부 중앙에 설치되어 밸브 하우징의 내부를 다이어프램 실과 연료 유입실로 구획하는 다이어프램;

상기 다이어프램의 중앙을 관통하여 상기 다이어프램 실과 연료 유입실에 걸쳐 상기 다이어프램에 고정 설치되며, 그 하부면에는 상기 연료 유입실 내에서 상기 연료 출구관을 개폐하는 밸브시트가 구성되고, 그 상부는 상기 다이어프램 실 중앙

에 배치되는 연장부를 형성하며, 상기 연장부 내부 중앙에는 스프링 홈과, 상기 스프링 홈의 내측으로 핀 홈이 연장 형성되는 밸브; 및

상기 밸브의 스프링 홈에 끼워져 그 상단은 상기 밸브의 스프링 홈 내부면에 지지되어 연료 공급 라인의 연료압에 따라 발생하는 자기장에 따라 상기 밸브를 제 어하는 스프링을 포함하고,

연료 공급 라인의 연료압을 기 설정된 임계값으로 제어하기 위해, 내부 클럭 발생기를 통해 펄스폭변조 신호를 발생하고 연료 공급 라인의 연료압에 따라 발생한 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호의 듀티를 제어한 후 듀티 제어된 펄스폭변조(PWM) 신호를 통해 상기 스프링에 공급되는 전류량을 제어하는 엔진 제어 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다

또한, 본 발명의 제2 관점에 따른 기술적 과제는,

펄스폭변조 신호의 듀티 제어를 통해 발생하는 스프링 전기장으로 밸브를 제어하여 연료 공급 라인의 연료압을 기 저장된 임계값으로 제어하는 엘피지 직접 분사 시스템의 가변 압력 조절 장치의 제어 방법에 있어서,

a) 시동 온 상태인 경우 연료 공급 라인의 연료압을 수신하는 단계;

b) 상기 수신된 연료 공급 라인의 연료압과 기 설정된 상기의 임계값을 비교하는 단계;

c) 상기 연료압과 상기 임계값의 비교 결과 상기 연료압이 상기 임계값 이상인 경우 상기 펄스폭변조(PWM) 신호의 듀티를 제어하고 듀티 제어된 펄스폭변조(PWM) 신호를 상기 스프링으로 공급하여 밸브를 열림 제어하는 단계; 및

d) 상기 c) 단계에서 상기 연료압이 임계값 미만인 경우 상기 펄스폭변조(PWM) 신호의 듀티 제어를 통해 상기 밸브를 닫힘 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 임계값은 연료 온도, 냉각수 온도, 엔진 회전수, 외기 온도, 외기압, 및 연료 분사량을 기초로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 연료 공급 라인의 연료압에 따른 엔진 제어 유닛의 펄스폭변조 신호의 듀티 제어를 통해 연료 공급 라인 내의 연료압을 미리 설정된 임계값으로 제어함으로써, 연료 공급 라인의 연료압에 따라 발생하는 과소 또는 과대 연료 분사량으로 인한 시동성 저하 및 불연소 연료로 인한 배기 가스 배출을 줄일 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명의 구성설명에서, 종래 기술의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 LPG 직접 분사 시스템용 가변압력조절장치의 전자석 작동 전후 상태의 단면도를 도시하고 있고, 도 5는 도 4의 각부의 출력 신호를 보인 파형도이며, 도 6은 도 4에 도시된 엔진 제어 유닛(300)의 제어 과정을 보인 흐름도이다.

도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 가변압력조절장치(101)의 구성을 먼저 살펴보면 다음과 같다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 가변압력조절장치(101)의 구성은 종래 기술에서 언급한 바와 같은 연료 리턴라인(L2; 도 1참조) 상의 레귤레이터 하우징(17; 도 2참조)의 내부에 본 발명 가변압력조절장치(101)의 밸브 하우징(103)이 설치된다.

상기 밸브 하우징(103)은 그 하부 중앙에 연료 출구관(105)이 형성되고, 상기 연료 출구관(105) 둘레에는 다수개의 연료 유입구(107)가 형성되는데, 상기 연 료 출구관(105)은 상기 레귤레이터 하우징(17; 도 2참조)의 연료 출구단(15)에 기밀을 유지한 상태로 끼워져 설치되고, 상기 연료 유입구(107)는 상기 레귤레이터 하우징(17)의 연료 입구단(13)에 대응하게 배치된다

그리고 상기 밸브 하우징(103)의 내부 중앙에는 다이아프램(109)이 설치되어 상기 밸브 하우징(103)의 내부를 다이어프램 실(C1)과 연료 유입실(C2)로 구획한다.

상기 다이어프램(109)의 중앙에는 밸브(111)가 다이어프램(109)을 관통하여 설치되는데, 상기 밸브(111)는 상기 다이어프램 실(C1)과 연료 유입실(C2)에 걸쳐서 배치되어 상기 다이어프램(109)에 고정된다.

즉, 상기 밸브(111)는 그 하부면에 상기 연료 유입실(C2) 내에서 상기 연료 출구관(105)을 개폐하는 밸브시트(113)를 구성되고, 그 상부는 상기 다이어프램 실 (C1)중앙에 배치되는 금속재질의 연장부(115)를 일체로 형성한다.

상기 연장부(115) 내부 중앙에는 스프링 홈(117)이 형성되고, 상기 스프링 홈(117)의 내측으로는 핀 홈(119)이 연장 형성된다.

여기서, 상기 스프링 홈(117)은 핀 홈(119)보다 직경이 큰 원형홈으로 형성된다.

그리고 상기 밸브(111)의 스프링 홈(117)에는 스프링(129)이 끼워지며, 상기 스프링(129)의 상단은 상기 지지체(123)에 지지되고, 그 하단은 상기 밸브(111)의 스프링 홈(117) 내부면에 지지되도록 설치한다. 여기서, 상기 스프링(129)에는 엔진 제어 유닛(300)으로부터 공급되는 펄스폭변조 신호에 따라 전기장을 발생하도록 구비된다. 이때 펄스폭변조 신호의 듀티값에 따라 상기 스프링(129)에서 발생하는 전기장 세기가 가변된다.

또한, 상기 지지체(123)의 중앙에는 코어 핀(131)이 그 상단을 통하여 고정 설치되며, 상기 코어 핀(131)의 하단은 상기 밸브(111)의 스프링 홈(117)을 통하여 상기 핀 홈(119)에 삽입된 상태로 상기 밸브(111)의 상하 작동을 가이드 하도록 구성한다.

이때, 상기 스프링(129)은 상기 코어 핀(131)이 끼워질 수 있도록 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 가변압력조절장치(101)의 작동을 설명하기 위하여, 먼저 상기 도 1을 통하여 언급한 LPG 직접 분사 시스템의 구성을 간단하게 설명한다.

즉, 상기한 엘피아이 시스템은 연료 탱크(1) 내부에 연료펌프(3)를 장착하고, 상기 연료펌프(3)로부터 인젝터(5)로 연결되는 연료 공급라인(L1)과, 상기 인젝터(5)로부터 연료 탱크(1)로 연결되는 연료 리턴라인(L2)이 구비되며, 상기 연료 공급라인(L1)의 연료 탱크(1) 출구측에는 제1차단밸브(7)가 구비되고, 상기 연료 공급라인(L1) 상의 일측에는 제2차단밸브(9)가 구비된다.

또한, 상기 연료 공급 라인(L1)과 상기 연료 리턴라인(L2) 사이에는 연료 공급 라인의 연료압을 측정하는 연료압 센서(30)와, 상기 연료압 센서(30)의 연료압과 연료 탱크(1)의 내부 연료압의 차를 수신하여 연료 공급 라인(L1)의 연료압과 연료 탱크(1)의 내부 압력의 차(5bar)를 일정하게 유지하기 위한 레귤레이터 하우 징(17; 도 2참조)을 구비하여 그 레귤레이터(17)의 내부에 본 발명의 가변압력조절장치(101)가 구성된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 가변압력조절장치(101)에서 상기 스프링(129)은 상기 엔진 제어 유닛(300)의 내부 클럭 발생기에 의해 발생된 펄스폭변조(PWM) 신호의 듀티를 상기 연료압 센서(30)의 연료 공급 라인(L1)의 연료압에 따라 가변하고 듀티 가변된 펄스폭변조(PWM) 신호에 따라 전류가 공급되어 전기장을 발생한다.

즉, 이러한 스프링(129)의 전기장으로 상기 밸브(111)는 열림 또는 닫힘 제어하여 연료는 연료 탱크(1) 측으로 리턴할 수 있도록 설정된다.

그리고 상기 전기장 세기는 상기의 펄스폭변조 신호의 듀티값으로 결정되며, 상기 펄스폭변조 신호의 듀티값은 연료 공급 라인(L1)의 연료압에 따라 결정된다.

이러한 본 발명의 가변압력조절장치(101)의 작동을 보다 구체적으로 설명하면, 먼저, 도 4에서와 같이, 상기의 엔진 제어 유닛(300)은 도 5의 a)에 도시된 바와 같이, 연료압 센서(30)로부터 공급되는 연료 공급 라인(L1)의 연료압을 제공받아 도 5의 b)에 도시된 미리 정해진 임계값과 비교하여 상기 연료 공급 라인(L1)의 연료압이 상기의 임계값 이하인 경우 상기 연료압과 상기의 임계값의 차로 결정된 듀티를 가지는 펄스폭변조 신호를 발생한다. 이때 듀티 제어된 펄스폭변조 신호는 도 5의 c)에 도시된 바와 같다.

여기서, 상기 임계값은 연료 온도, 냉각수 온도, 엔진 회전수, 외기 온도, 외기압, 연료 분사량을 기초로 설정된다.

상기 엔진 제어 유닛(300)의 펄스폭변조 신호는 스프링(129)에 제공되고, 펄스폭변조 신호를 제공받은 스프링(129)은 상기 펄스폭변조 신호의 듀티에 따라 전류가 흐르고, 이러한 스프링(129)에 흐르는 전류는 플레밍의 오른손 법칙에 따라 전기장이 발생하며, 이러한 전기장으로 인해 밸브(111)는 열림 또는 닫힘 방향으로 제어된다.

이때 전기장은 스프링(129)에 흐르는 전류량 및 스프링(129)의 감긴 횟수로 결정된다.

즉, 연료 탱크의 연료가 고온으로 내부 압력이 높아져 연료 공급 라인(L1)의 연료압이 기 설정된 임계값보다 높은 경우 상기 연료 공급 라인(L1)의 연료압과 상기 임계값의 차로 인해 듀티 제어된 펄스폭변조 신호가 스프링(129)에 공급되고, 스프링(129)에 흐르는 전류로 인해 전기장이 발생하며, 이러한 전기장으로 밸브(111)는 열림 제어된다. 따라서, 상기 연료 유입구(107)의 연료는 연료 출구관(105)을 통해 연료 탱크(1)로 리턴되어 연료 공급 라인(L1)의 연료압이 임계값으로 낮추어진다.

그로 인해 연료 공급 라인의 연료압과 연료 탱크(1) 내의 내부 연료압의 차는 낮아진다.

한편, 연료 공급 라인의 연료압(L1)이 상기의 임계값 이하인 경우 상기 연료 공급 라인의 연료압과 상기 임계값의 차로 인해 듀티 제어된 펄스폭변조 신호가 스프링(129)에 공급되어 밸브(111)는 닫힘 제어된다.

따라서, 연료 공급 라인(L1)의 연료압은 상기 임계값에 도달할 때까지 밸 브(111)는 닫힘 방향으로 제어된다.

도 5를 참조하여 도 4에 도시된 엔진 제어 유닉(300)을 통해 가변 압력 조절 장치의 제어 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선 시동 온 상태인 경우(301), 연료 공급 라인(L1)의 연료압을 수신하고(303), 이어 상기 수신된 연료 공급 라인의 연료압과 기 설정된 상기의 임계값을 비교한다(305).

상기 단계(305)의 비교 결과 상기 연료압과 상기 임계값의 비교 결과 상기 연료압이 상기 임계값 이상인 경우 상기 펄스폭변조(PWM) 신호의 듀티를 제어하고(307) 듀티 제어된 펄스폭변조(PWM) 신호를 상기 스프링으로 공급하며 스프링(129)에서 발생하는 전기장으로 밸브(111)는 열림 제어된다(311).

이어 상기 엔진 제어 유닛(300)은 시동 오프되었는 지를 판단하여(313) 시동 오프된 경우 본 프로그램을 종료하고, 시동 오프되지 않은 경우 상기 단계(303)로 진행한다.

한편, 상기 단계(305)에서 상기 연료압이 임계값 미만인 경우 상기 펄스폭변조(PWM) 신호의 듀티 제어하고(315), 듀티 제어된 펄스폭변조 신호를 통해 상기 밸브는 닫힘 제어된다(317). 이 후 상기 단계(313)로 진행한다.

본 발명에 의하면, 연료 공급 라인의 연료압에 따른 엔진 제어 유닛의 펄스폭변조 신호의 듀티 제어를 통해 연료 공급 라인 내의 연료압을 미리 설정된 임계값으로 제어함으로써, 연료 공급 라인의 연료압에 따라 발생하는 과소 또는 과대 연료 분사량으로 인한 시동성 저하 및 불연소 연료로 인한 배기 가스 배출을 줄일 수 있는 효과를 얻는다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

레귤레이터 하우징의 내부에 설치되며, 하부 중앙에는 연료 출구관이 형성되고, 상기 연료 출구관 둘레에는 다수개의 연료 유입구가 형성되는 밸브 하우징;

상기 밸브 하우징의 내부 중앙에 설치되어 밸브 하우징의 내부를 다이어프램 실과 연료 유입실로 구획하는 다이어프램;

상기 다이어프램의 중앙을 관통하여 상기 다이어프램 실과 연료 유입실에 걸쳐 상기 다이어프램에 고정 설치되며, 그 하부면에는 상기 연료 유입실 내에서 상기 연료 출구관을 개폐하는 밸브시트가 구성되고, 그 상부는 상기 다이어프램 실 중앙에 배치되는 연장부를 형성하며, 상기 연장부 내부 중앙에는 스프링 홈과, 상기 스프링 홈의 내측으로 핀 홈이 연장 형성되는 밸브; 및

상기 밸브의 스프링 홈에 끼워져 그 상단은 상기 밸브의 스프링 홈 내부면에 지지되어 연료 공급 라인의 연료압에 따라 발생하는 자기장에 따라 상기 밸브를 제어하는 스프링을 포함하고,

연료 공급 라인의 연료압을 기 설정된 임계값으로 제어하기 위해, 내부 클럭 발생기를 통해 펄스폭변조 신호를 발생하고 연료 공급 라인의 연료압에 따라 발생된 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호의 듀티를 제어한 후 듀티 제어된 펄스폭변조(PWM) 신호를 통해 상기 스프링에 공급되는 전류량을 제어하는 엔진 제어 유닛을 더 포함하며,

상기 엔진 제어 유닛은 상기 연료 공급 라인의 연료압이 상기의 임계값 이상인 경우 상기 펄스폭변조 신호의 듀티 제어를 통해 밸브를 열림 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 엘피지 직접 분사 시스템의 가변 압력 조절 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 엔진 제어 유닛은 상기 연료 공급 라인의 연료압이 상기의 임계값 미만인 경우 상기 펄스폭변조 신호의 듀티 제어를 통해 밸브를 닫힘 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 엘피지 직접 분사 시스템의 가변 압력 조절 장치.
제1항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기의 임계값은 연료 온도, 냉각수 온도, 엔진 회전수, 외기 온도, 외기압, 및 연료 분사량을 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 엘피지 직접 분사 시스템의 가변 압력 조절 장치.
펄스폭변조 신호의 듀티 제어를 통해 발생하는 스프링 전기장으로 밸브를 제어하여 연료 공급 라인의 연료압을 기 저장된 임계값으로 제어하는 엘피지 직접 분사 시스템의 가변 압력 조절 장치의 제어 방법에 있어서,

a) 시동 온 상태인 경우 연료 공급 라인의 연료압을 수신하는 단계;

b) 상기 수신된 연료 공급 라인의 연료압과 기 설정된 상기의 임계값을 비교 하는 단계;

c) 상기 연료압과 상기 임계값의 비교 결과 상기 연료압이 상기 임계값 이상인 경우 상기 펄스폭변조(PWM) 신호의 듀티를 제어하고 듀티 제어된 펄스폭변조(PWM) 신호를 상기 스프링으로 공급하여 밸브를 열림 제어하는 단계; 및

d) 상기 c) 단계에서 상기 연료압이 임계값 미만인 경우 상기 펄스폭변조(PWM) 신호의 듀티 제어를 통해 상기 밸브를 닫힘 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피지 직접 분사 시스템의 가변 압력 조절 장치의 제어 방법.
제5항에 있어서, 상기의 임계값은 연료 온도, 냉각수 온도, 엔진 회전수, 외기 온도, 외기압, 및 연료 분사량을 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 엘피지 직접 분사 시스템의 가변 압력 조절 장치의 제어 방법.