KR100852599B1 - 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
외기 온도에 따라 가변되는 연료압 변화를 보상하기 위한 제1 보정치와 가솔린 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우(flow) 차이를 보상하기 위한 제2 보정치로 보정된 가솔린 인젝션 신호를 기초로 가스 인젝션 신호를 발생할 수 있도록 한 LPI 차량의 가스 인젝션 신호 제어 장치 및 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은 가스 인젝터와 연료 탱크 사이의 연료 통로인 연료 호스와 연료 탱크의 연료압의 차를 일정하게 유지하는 LPI 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치에 있어서, 상기 연료 호스에 설치되는 압력 센서로부터 공급되는 연료압 신호를 통해 외기 온도에 따라 변화하는 압력을 보상하기 위한 제1 보정치와 가스 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우 차를 보상하기 위한 제2 보정치를 생성하여 캔 통신을 통해 전송하는 서브 이씨유; 및 외부로부터 공급된 공기량에 따라 발생된 가솔린 인젝션 신호를 엔진 상태에 따라 1차 보정하고, 상기 캔 통신을 통해 상기 서브 이씨유로부터 공급된 제1 보정치 및 제2 보정치로 상기 1차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 2차 보정하며, 상기 2차 보정된 상기 가솔린 인젝션 신호를 인젝션 라인을 통해 상기 서브 이씨유로 공급하는 메인 이씨유를 포함한다.
자동차, 연료 분사 신호, LPI 시스템, ECU, 연료 펌프
Description
도 1은 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 연료 탱크 13 : 연료 펌프
17 : 가스 인젝터 23 : 압력 센서
31 : 서브 이씨유 33 : 메인 이씨유
본 발명은 엘피아이(Liquefied Petroleum Injection) 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외기 온도에 따른 연료압 변화에 대한 제1 보정치와 가스 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우(flow) 차이에 대한 제2 보정치로 보정된 가솔린 인젝션 신호를 기초로 가스 인젝션 신호를 발생할 수 있도록 한 LPI 차량의 가스 인젝션 신호 제어 장치 및 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 가스 인젝터에 공급하고, 이 가스 인젝터는 엘피지 연료를 실린더로 분사하며, 이 분사된 이 엘피지 연료는 공기가 혼합한 후 기화하여 엔진을 구동시킨다.
따라서, 엘피지 및 가솔린 겸용 차량은 엘피지 연료 사용에 필요한 기화기(Vaporizer)와 믹서(Mixer) 및 엘피지 연료 탱크(Bomber), 엘피지 연료의 공급을 제어하는 솔레노이드 밸브, 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 서브 이씨유를 필수적으로 구비되어야 한다.
그러나, 최근 차량에는 이씨유의 가스 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 성능을 향상시킬 수 있었다.
이러한 일반적인 LPI 차량에 있어, 점화 스위치가 온되면, 메인 이씨유에서 공기량에 따라 발생한 가솔린 인젝션 신호는 인젝션 라인을 통해 출력되고, 상기 메인 이씨유의 가솔린 인젝션 신호를 수신한 서브 이씨유는 이 가솔린 인젝션 신호를 가스 인젝션 신호로 변환하여 가스 인젝터로 공급한다. 이 경우 서브 이씨유는 엔진의 상태에 따라 가솔린 인젝션 신호를 보정하기 위한 보정치를 생성하고, 이 생성된 보정치로 가솔린 인젝션 신호를 보정한 후 인젝터에 공급한다.
상기에서 설명한 바와 같은 일반적인 LPI 차량에 있어, 엔진 상태에 따른 가솔린 인젝션신호의 보정치 연산과 연산된 보정치로의 가솔린 인젝션 신호의 보정은 서브 이씨유에서 하드웨어로 실행되므로, 그 서브 이씨유의 구성이 매우 복잡한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 메인 이씨유에서 캔 통신을 통해 서브 이씨유로부터 제공된 외기 온도에 따른 연료압 변화를 보상하기 위한 제1 보정치와 가스 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우(flow) 차를 보상하기 위한 제2 보정치와 엔진 상태를 보상하기 위한 보정치로 가솔린 인젝션신호를 보정하고, 상기 서브 이씨유에서 이 보정된 가솔린 인젝션 신호를 제공받아 가스 인젝션신호를 발생함으로써, 가솔린 인젝션 신호를 연료 특성에 따른 보정 및 엔진 상태에 따른 보정을 메인 이씨유에서 용이하게 실행할 수 있도록 한 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치는,
가스 인젝터와 연료 탱크 사이의 연료 통로인 연료 호스와 연료 탱크의 연료압의 차를 일정하게 유지하는 LPI 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치에 있어서,
상기 연료 호스에 설치되는 압력 센서의 연료압 신호를 통해 외기 온도에 따라 변화하는 연료압을 보상하기 위한 제1 보정치와 가스 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우 차를 보상하기 위한 제2 보정치를 생성하여 캔 통신을 통해 전송하는 서브 이씨유; 및
외부로부터 공급되는 공기량에 따라 발생된 가솔린 인젝션 신호를 엔진 상태에 따라 1차 보정하고, 캔 통신을 통해 상기 서브 이씨유로부터 공급된 제1 및 제2 보정치를 수신하여 상기 제1 보정치 및 제2 보정치로 1차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 2차 보정하고, 상기 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 인젝션 라인을 통해 상기 서브 이씨유로 공급하는 메인 이씨유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 메인 이씨유는 외부로부터 공급되는 배터리 전압의 변화에 따른 제3 보정치를 연산한 후 연산된 제3 보정치로 2차 보정된 가솔린 인젝션신호를 3차 보정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제2 관점에 따른 엘피아이 차량의 가스 인젝션 신호 제어 방법은,
LPI 차량의 가스 인젝션 신호 제어 방법에 있어서,
a) 메인 이씨유에서 외부로부터 공급되는 공기량에 따라 가솔린 인젝션신호를 발생하고, 발생된 가솔린 인젝션 신호를 엔진 상태에 따라 1차 보정하는 단계;
b) 상기 메인 이씨유에서 외기 온도에 따라 변화하는 연료압을 보상하기 위한 제1 보정치와 가스 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우 차를 보상하기 위한 제2 보정치를 캔 통신 라인을 통해 제공받아 상기 a) 단계의 1차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 2차 보정하고 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 인젝션 라인을 통해 서브 이씨유로 공급하는 단계; 및
d) 상기 서브 이씨유에서 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 가스 인젝션 신호로 변환하여 상기 가스 인젝터로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
바람직하게 상기 방법은,
상기 b)단계는 외부로부터 공급되는 베터리 전압의 변화에 따른 제3 보정치를 연산한 후 연산된 제3 보정치로 상기 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 3차 보정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현 예에 따르면, 캔 통신을 통해 서브 이씨유로부터 제공된 외기 온도에 따라 가변하는 연료압을 보상하기 위한 제1 보정치와 가스 인젝터 및 가솔린 인젝터 간의 플로우(flow) 차이를 보상하기 위한 제2 보정치와 가변하는 엔진 상태를 보상하기 위한 보정치로 가솔린 인젝션신호를 보정하고 이 보정된 가솔린 인젝션 신호를 기초하여 가스 인젝션 신호를 발생함으로써, 가솔린 인젝션 신호의 연료 특성에 따른 보상 및 엔진 상태에 따른 보상을 메인 이씨유에서 용이하게 실행할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다. 단 본 발명의 LPI 시스템을 채택한 차량을 일 예로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가스 인젝션신호 제어 장치는, 연료 탱크(11), 연료 펌프(13), 가스 인젝터(17), 연료 호스(21), 압력 센서(23), 서브 이씨유(31), 메인 이씨유(33)로 구성된다.
상기 서브 이씨유(31)는 인젝션 라인을 통해 공급되는 메인 이씨유(33)의 가솔린 인젝션 신호를 수신하여 수신된 가솔린 인젝션 신호에 따라 가스 인젝션 신호를 발생하는 제1 프로그램을 포함하고, 또한 압력 센서(23)로부터 공급되는 연료압 신호로부터 수신되는 외기 온도에 따른 연료압 변화를 보상하기 위한 제1 보정치와 가솔린 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우(flow) 차이를 보상하기 위한 제2 보정치를 생성하며 생성된 제1 및 제2 보정치를 캔 통신을 통해 메인 이씨유(33)로 제공하는 제2 프로그램을 포함하며, 상기의 제1 프로그램 및 제2 프로그램은 도 2에 도시된 단계의 순서에 따라 실행된다. 여기서, 상기 제1 보정치 및 제2 보정치를 산출하는 과정은 이미 알려진 공지이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 메인 이씨유(33)는 외부로부터 공급되는 공기량에 따라 가솔린 인젝션 신호를 발생하고, 발생된 가솔린 인젝션 신호를 엔진 상태에 따라 1차 보정하며, 상기 캔 통신을 통해 서브 이씨유(31)로부터 공급되는 제1 보정치 및 제2 보정치로 1차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 2차 보정하고, 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 인젝션 라인을 통해 상기 서브 이씨유(31)로 공급하도록 구비된다.
상기 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 받은 상기 서브 이씨유(31)는 상기 가솔린 인젝션 신호에 따라 가스 인젝션 신호를 발생하고, 발생된 가스 인젝션 신호를 가스 인젝터(17)로 공급한다. 상기 연료 탱크(11)는 엘피지 연료를 액화 상태로 저장한다.
상기 연료 펌프(13)는 상기 서브 이씨유(31)로부터 공급되는 펌프제어신호에 따라 연료펌프 릴레이를 통해 공급되는 전원을 수신하여 구동되도록 구비된다. 이때 상기 연료펌프(13)의 구동으로 상기 연료 탱크(11) 안의 엘피지 연료는 액화 상태로 토출된다.
그리고, 상기 가스 인젝터(17)는 상기 서브 이씨유(31)로부터 공급되는 가스 인젝션신호에 따라 상기 연료 탱크(11)에서 토출된 엘피지 연료를 액상 상태로 실린더(미도시됨) 내로 분사시킨다.
그리고, 상기 가스 인젝터(17)의 여분의 엘피지 연료는 연료 탱크(11) 내로 되돌려지고, 상기 압력 센서(23)는 상기 연료 탱크(11)와 가스 인젝터(17) 간의 연료 압력을 일정하기 유지하기 위하여 연료 호스(21)의 엘피지 연료의 압력을 감지하고, 이 감지된 엘피지 연료의 압력은 서브 이씨유(31)로 제공된다.
상기 서브 이씨유(31)는 이 감지된 연료 호스(21)의 엘피지 연료압에 따라 연료 호스 내의 연료압과 연료 탱크(11) 내의 연료압의 차를 일정하게 유지시킨다.
이와 같이 구비된 본 발명이 적용되는 엘피아이 차량에 있어, 점화 스위치(미도시됨)을 온(on)임을 나타내는 시동키 신호가 상기 서브 이씨유(31)에 공급되면, 상기 서브 이씨유(31)는 상기 연료 탱크(11)로부터 가스 인젝터(17)까지 연료의 압력을 생성시켜 운전을 위한 조건을 갖춘다.
즉, 점화 스위치가 온(on)되면, 연료 펌프(13)가 온상태로 동작되어 연료 탱크(11)와 가스 인젝터(17)까지의 연료압은 연료 탱크(11)내의 연료압보다 소정치 이상으로 유지되며, 엘피지 가스는 액상 상태로 유지된다.
이때 점화 스위치가 시동 위치에 놓으면, 상기 메인 이씨유(33)는 외부로부터 공급되는 공기량에 따라 가솔린 인젝션 신호를 발생하고, 이 발생된 가솔린 인젝션 신호는 엔진 상태에 따라 설정된 보정치로 1차 보정된다.
상기 압력 센서(23)는 상기 연료 탱크(11)와 가스 인젝터(17) 간의 연료 압력을 일정하기 유지하기 위하여 연료 호스(21)의 엘피지 연료의 압력을 감지하고, 이 감지된 엘피지 연료의 압력은 서브 이씨유(31)에 제공된다.
삭제
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상기 연료압 신호를 받은 서브 이씨유(31)는 제2 프로그램을 통해 상기 연료압 신호를 공급된 연료압 정보를 근거하여 외기 온도에 따른 엘피지 연료의 압력 변화를 보상하기 위한 제1 보정치와 가스 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우(flow) 차이를 보상하기 위한 제2 보정치를 연산하고, 이 연산된 제1 보정치 및 제2 보정치는 캔 통신을 통해 메인 이씨유(33)로 제공된다.
한편, 상기 캔 통신을 통해 서브 이씨유(31)로부터 공급되는 제1 보정치 및 제2 보정치를 수신한 상기 메인 이씨유(33)는 이 제1 보정치 및 제2 보정치로 1차 보정된 가솔린 인젝션신호를 2차 보정하고, 2차 보정된 가솔린 인젝션신호를 인젝션 라인을 통해 상기 서브 이씨유(31)로 공급한다.
상기 2차 보정된 가솔린 인젝션신호를 수신한 서브 이씨유(31)는 수신된 가솔린 인젝션 신호를 기초로 가스 인젝션 신호를 발생하고, 발생된 가스 인젝션 신호는 가스 인젝터(17)에 공급되며, 연료 펌프(13)를 통해 토출된 연료를 가스 인젝터(17)로 분사되는 과정은 상기에서 설명한 바와 같다.
도 2는 도 1에 도시한 엘피아이 차량의 가스 인젝션 신호 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 이를 참조하여 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 과정을 설명한다.
우선, 상기 메인 이씨유(33)는 외부로부터 공급되는 공기량을 수신하고(단계 301), 이 수신된 공기량에 따라 가솔린 인젝션 신호를 발생하며(단계 303), 엔진 상태를 수신한다(단계 305). 그리고, 상기 단계(303)에서 발생된 가솔린 인젝션 신호는 상기 단계(305)를 통해 수신된 엔진 상태에 따라 설정된 보정치로 1차 보정한다(단계 306).
삭제
삭제
상기 압력센서(23)의 연료압 신호는 서브 이씨유(31)로 공급된다(단계 309).
상기 서브 이씨유(31)는 연료압 신호를 근거로 외기 온도에 따라 가변되는 연료압을 보상하기 위한 제1 보정치를 연산하고, 가스 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우 차를 보상하기 위한 제2 보정치를 산출한다(단계 310).
상기 서브 이씨유(31)에서 산출된 제1 및 제2 보정치는 캔 통신을 통해 메인 이씨유(33)로 공급된다(단계 311).
상기 메인 이씨유(33)는 수신된 제1 및 제2 보정치로 상기 단계(306)를 통해 1차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 2차 보정하고(단계 312), 이 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호는 인젝터 라인을 통해 서브 이씨유(31)로 공급된다(단계 313).
상기 서브 이씨유(31)는 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호에 따라 가스 인젝션신호를 발생하여 상기 가스 인젝터로 공급한다(단계 315).
본 발명의 실시 예에서는 가스 인젝션신호가 연료압 신호로부터 외기 온도에 따라 변화하는 연료압을 보상하기 위한 제1 보정치, 가스 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우 차를 보상하기 위한 제2 보정치, 및 엔진 상태에 따른 보정치에 의해 보정되는 가솔린 인젝션신호로부터 발생되는 것으로 설명하고 있으나, 그에 더하여 외부로부터 공급되는 베터리 전원에 따른 제3 보정치 연산 및 연산된 제3 보정치로 상기 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 3차 보정한 후 3차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 서브 이씨유로 공급할 수도 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치 및 방법은, 캔 통신을 통해 서브 이씨유로부터 제공된 외기 온도에 따라 변하는 엘피지 연료의 압력을 보상하기 위한 제1 보정치와 가스 인젝터 및 가솔린 인젝터 간의 플로우(flow) 차이에 대한 제2 보정치와 엔진 상태에 따른 보정치로 가솔린 인젝션신호를 보정하고 이 보정된 가솔린 인젝션신호에 따라 가스 인젝션신호를 발생함으로써, 가솔린 인젝션 신호를 연료 특성에 따른 보상 및 엔진 상태에 따른 보상을 메인 이씨유에서 용이하게 실행할 수 있어 엔진 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.
본 발명의 실시 예는 하나의 실시 예에 지나지 않으며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 구성요소의 많은 변형 및 변경이 가능함을 물론이며, 본 발명이 실시 예에만 한정되는 것은 아니다.
Claims (4)
- 가스 인젝터와 연료 탱크 사이의 연료 통로인 연료 호스와 연료 탱크의 연료압의 차를 일정하게 유지하는 LPI 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치에 있어서,상기 연료 호스에 설치되는 압력 센서로부터 공급되는 연료압 신호를 통해 외기 온도에 따라 변화하는 연료압을 보상하기 위한 제1 보정치와 가스 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우 차를 보상하기 위한 제2 보정치를 생성하여 캔 통신을 통해 전송하는 서브 이씨유; 및외부로부터 공급되는 공기량에 따라 발생된 가솔린 인젝션 신호를 엔진 상태에 따라 1차 보정하고, 캔 통신을 통해 상기 서브 이씨유로부터 공급된 상기 제1 보정치 및 제2 보정치를 수신하여 수신된 제1 보정치 및 제2 보정치로 상기 1차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 2차 보정하며, 상기 2차 보정된 상기 가솔린 인젝션 신호를 인젝션 라인을 통해 상기 서브 이씨유로 공급하는 메인 이씨유를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 메인 이씨유는 외부로부터 공급되는 배터리 전압의 변화에 따른 제3 보정치를 연산한 후 연산된 제3 보정치로 상기 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 3차 보정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 장치.
- LPI 차량의 가스 인젝션 신호 제어 방법에 있어서,a) 메인 이씨유에서 외부로부터 공급되는 공기량에 따라 가솔린 인젝션신호를 발생하고, 발생된 가솔린 인젝션 신호를 엔진 상태에 따라 1차 보정하는 단계;b) 상기 메인 이씨유에서 외기 온도에 따라 변화하는 연료압을 보상하기 위한 제1 보정치와 가스 인젝터와 가솔린 인젝터 간의 플로우 차를 보상하기 위한 제2 보정치를 캔 통신 라인을 통해 제공받아 상기 a) 단계의 1차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 2차 보정하고 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 인젝션 라인을 통해 서브 이씨유로 공급하는 단계; 및d) 상기 서브 이씨유에서 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 가스 인젝션 신호로 변환하여 상기 가스 인젝터로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 가스 인젝션신호 제어 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 b)단계는 외부로부터 공급되는 베터리 전압의 변화에 따른 제3 보정치를 연산한 후 연산된 제3 보정치로 상기 2차 보정된 가솔린 인젝션 신호를 3차 보정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 가스 인젝션 신호 제어 방법.
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