KR100862156B1 - 바이 퓨얼 차량의 가솔린 연료 공급 장치 제어 방법 - Google Patents

Abstract

씨엔지 연료로 엔진을 구동할 때 소정 시간 주기로 가솔린 연료 펌프를 구동 및 정지할 수 있도록 한 바이 퓨얼 차량의 가솔린 연료 공급 장치 제어 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, a) 가솔린 엔진 제어 유닛에서 시동 신호가 온 상태로 수신될 때 미리 정해진 제1 소정 시간 동안 가솔린 연료 펌프를 구동하고 연료 차단 밸브를 열림 제어하여 가솔린 연료 펌프의 고장 진단 및 누설진단을 실행하는 단계; b) 상기 a) 단계를 통해 연료 펌프가 정상이고 누설이 없는 경우 가솔린 연료 분사 중인 지를 판단하고 판단 결과 가솔린 연료 분사 중인 경우 상기 연료 차단 밸브를 닫힘 제어하고 상기 연료 펌프를 구동하는 단계; c) 사용 연료 전환 신호를 수신하여 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환 시 상기 연료 차단 밸브를 미리 저장된 제2 소정 시간 동안 열림 제어하는 단계; 및 d) 상기 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환이 아닌 경우 씨엔지 연료가 분사되는 것으로 판정하여 상기 가솔린 연료 펌프를 미리 정해진 제3 소정 시간 주기로 구동하는 단계를 포함한다.

씨엔지(CNG), 연료 탱크, 씨엔지 연료, 가솔린 연료

Description

바이 퓨얼 차량의 가솔린 연료 공급 장치 제어 방법{METHOD FOR DRIVING GASOLINE FUEL SUPPLYING APPARATUS OF BI FUEL CAR}

본 발명은 바이 퓨얼 차량의 가솔린 연료 공급 장치 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 씨엔지 연료로 엔진을 구동할 때 소정 시간 주기로 가솔린 연료 펌프를 구동 및 정지할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 바이 퓨얼(Bi-Fuel) 차량에 사용되는 연료는 가솔린 또는 가스를 사용하며, 상호 장단점을 보완하기 위해 가솔린과 압축 천연 가스인 씨엔지(CNG: Compressed Natural Gas) 또는 가솔린과 액화 석유 가스인 엘피지(LPG : Liquid Platum Gas)를 겸용토록 하고 있다.

이러한 바이 퓨얼 차량은 가솔린 엔진 제어유닛으로부터 공급되는 가솔린 인젝션 신호를 제공받아 인터페이스 박스에서 가스 인젝션 신호를 발생하고, 이러한 가스 인젝션 신호에 따라 연료 탱크 내의 가스 연료(LPG 또는 CNG)를 가스 인젝터에 공급하도록 구비된다.

이러한 가솔린과 씨엔지 연료를 사용 가능한 바이 퓨얼(bi-fuel) 차량에 있어서, 하나의 연료(특히 씨엔지 연료)만을 반복적으로 사용하는 경우 가솔린 연료에 비해 엔진의 수명을 크게 단축시키는 경향이 있는데, 이는 가솔린과 비교하여 씨엔지의 연소가스가 윤활 작용이 부족하고, 또한 배기 쪽 부품의 표면에 탄소를 포함한 고분자물질의 피막을 형성하지 못해 배기가스와 배기밸브의 표면 사이의 열저항이 낮기 때문으로 해석된다. 결과적으로 바이 퓨얼 엔진(특히 가솔린과 씨엔지)의 내구성 실험 도중 엔진이 고장 나는 사건이 여러 차례 보고된 바 있다.

따라서, 기존의 바이 퓨얼 차량에서의 이러한 씨엔지 연료 또는 가솔린 연료에 대한 내연 기관의 내구성을 향상하기 위해 씨엔지 관련 내연 기관의 부품 재질을 개선하는 방향의 대책이 채택되고 있으나, 이는 관련 내연 기관의 부품 재질 변경에 따라 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

또한 위에 기술된 엔진의 내구성 문제를 해결하기 위해 연료를 주기적으로 (예를 들어, 씨엔지로 5분 구동 후에 가솔린으로 2분 구동) 전환하는 방법을 생각할 수 있으나, 가솔린 연료 공급 라인의 연료압이 임계 가솔린 연료압에 도달할 때까지 시간이 걸리게 된다.

즉, 가솔린 연료 공급 라인의 연료압을 임계 가솔린 연료압에 도달하는 시간을 줄이기 위해 가솔린 연료 펌프를 계속 구동하는 경우 가솔린 연료 펌프의 손상 또는 가솔린 연료 누설 시 화재의 위험이 발생되고, 상기 가솔린 연료 펌프를 계속 꺼진 경우 상기 가솔린 연료 공급 라인의 연료압이 임계 가솔린 연료압에 도달되는 시간이 길어져 사용 연료 전환 시 엔진이 꺼지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 가솔린 연료와 씨엔지 연료를 주기적으로 엔진을 구동하는 바이 퓨얼 차량에 있어 씨엔지 연료 분사 시 가솔린 연료 펌프를 소정 시간 주기로 구동함으로써, 임계 가솔린 연료압에 도달하는 시간을 줄여 엔진 시동 꺼짐을 방지할 수 있고, 계속적인 가솔린 연료 펌프의 구동으로 인해 저하된 가솔린 연료 펌프의 내구성을 향상하고 가솔린 연료 펌프의 내구성을 더욱 향상할 수 있도록 한 바이 퓨얼 차량의 가솔린 연료 공급 장치 제어 방법을 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기술적 과제는,

가솔린 엔진 제어 유닛 및 인터페이스 유닛을 이용하여 가솔린 연료 및 씨엔지 연료를 각각의 가스 인젝터 및 가솔린 인젝터로 공급하여 엔진을 구동하는 바이 퓨얼 차량의 가솔린 연료 공급 장치 제어 방법에 있어서,

a) 상기의 가솔린 엔진 제어 유닛에서 시동 신호가 온 상태로 수신될 때 미리 정해진 제1 소정 시간 동안 가솔린 연료 펌프를 구동하고 연료 차단 밸브를 열림 제어하여 가솔린 연료 펌프의 고장 진단 및 누설진단을 실행하는 단계;

b) 상기 a) 단계를 통해 연료 펌프가 정상이고 누설이 없는 경우 가솔린 연료 분사 중인 지를 판단하고 판단 결과 가솔린 연료 분사 중인 경우 상기 연료 차단 밸브를 닫힘 제어하고 상기 연료 펌프를 구동하는 단계;

c) 사용 연료 전환 신호를 수신하여 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환 시 상기 연료 차단 밸브를 미리 저장된 제2 소정 시간 동안 열림 제어하는 단계; 및

d) 상기 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환이 아닌 경우 씨엔지 연료가 분사되는 것으로 판정하여 상기 가솔린 연료 펌프를 미리 정해진 제3 소정 시간 주기로 구동하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제1 소정 시간은 가솔린 연료 공급 라인의 연료압이 미리 저장된 임계 가솔린 연료압에 도달되는 시간인 것을 특징으로 하고, 상기 제2 소정 시간은 2초이며, 상기 c) 단계의 가솔린 연료 펌프는 1분 구동 후 1초 정지되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 가솔린 연료와 씨엔지 연료를 주기적으로 엔진을 구동하는 바이 퓨얼 차량에 있어 씨엔지 연료 분사 시 가솔린 연료 펌프를 소정 시간 주기로 구동함으로써, 임계 가솔린 연료압에 도달하는 시간을 줄여 엔진 시동 꺼짐을 방지할 수 있고, 계속적인 가솔린 연료 펌프의 구동으로 인해 저하된 가솔린 연료 펌프의 내구성을 향상하고 가솔린 연료 펌프의 내구성을 더욱 향상할 수 있는 효과를 얻는다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예에서는 압축 천연 가스(씨엔지)과 가솔린 연료를 겸용으로 사용하는 바이 퓨얼 차량을 일예로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 바이 퓨얼 차량의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 가솔린 엔진 제어 장치의 구성을 상세하게 보인 도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이 퓨얼 차량의 씨엔지 연료 관련 내연 기관은, 씨엔지(CNG: Compressed Natural Gas) 연료를 가압 상태로 저장하는 연료탱크(1)와, 연료탱크(1)에 저장된 씨엔지 연료가 유입되며 유입된 씨엔지 연료의 압력을 기 설정된 임계값 이하로 감압하여 토출하는 압력 조정기(30)와, 압력 조정기(30)에서 토출된 연료가 유입되며 유입된 씨엔지 연료를 엔진(3)의 부하상태에 따라 정량 제어하는 복수개, 예를 들면 5-10개의 솔레노이드에 의해 정량 제어된 각각의 씨엔지 연료를 엔진(3)의 흡기 다기관으로 공급하는 연료 분배기(40)와, 연료 분배기(40)의 복수개의 솔레노이드에 의해 정량 제어되어 분배된 연료를 엔진 흡기 다기관의 연소실 내로 분사하는 가스 인젝터(노즐; Nozzle)(50)와, 가솔린 엔진 제어 유닛(70)으로부터 캔 통신 라인을 통해 제공받은 엔진 회전수(RPM), 스로틀 위치 센서(TPS), 점화 시간 정보, 매니폴드 절대 압력(MAP), 냉각수 온도, 압력 조정기(30) 내의 연료 온도, 산소 신호 및 연료 분배기(40)의 적어도 2곳 이상에서의 압력 신호를 토대로 상기 연료분배기(40)의 복수개의 솔레노이드를 구동 제어하는 인터페이스 박스(60)를 포함하여 구성된다.

또한 본 발명에 따른 바이 퓨얼 차량에 있어 가솔린 연료 공급 장치는, 가솔 린 연료 펌프(91)의 구동에 따라 가솔린 연료 탱크(90)에서 토출된 가솔린 연료를 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)의 제어에 따라 열림 및 닫힘 제어되는 가솔린 연료 차단 밸브(93)를 통해 가솔린 인젝터(95)로 공급되도록 구비된다.

또한, 상기의 인터페이스 박스(60)는 엔진 상태 정보에 따라 가솔린 엔진 제어 유닛(70)에서 발생한 가솔린 인젝션 신호를 인젝션 라인을 통해 제공받아 가스 인젝션 신호로 변환하도록 구비된다.

이때 연료 탱크(1) 내의 압축된 씨엔지 연료의 압력은 대략 200 ∼ 250bar 정도이며, 이 압력은 압력 조정기(30)를 통해 기 설정된 임계값(대략 2 ∼ 10bar)이하로 감압되므로, 엔진에 공급되는 씨엔지 연료의 인젝션(injection) 압력은 대략 2 ∼ 10bar 이다.

이때 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)은 시동 신호 온(on) 상태인 경우 가솔린 연료 펌프(91) 및 가솔린 연료 차단 밸브(93)를 미리 정해진 제1 소정 시간 동안 구동 및 열림 제어한 후 상기 가솔린 연료 펌프(91)의 고장 진단 및 누설을 판정한다.

이어 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)은 상기 가솔린 연료 펌프(91)가 정상이고 가솔린 연료 라인의 누설이 없는 경우 현재 가솔린 연료가 분사중인 지를 판단하고 판단 결과 가솔린 연료가 분사중인 경우 가솔린 연료 차단 밸브(93)를 닫힘 제어한다.

한편, 현재 가솔린 연료가 분사 중이 아닌 경우 외부로부터 공급되는 사용 연료 전환 신호를 통해 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환 중인 지 가 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)에 의해 판정되고 판정 경과 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환인 경우 상기 가솔린 연료 차단 밸브(93)는 제2 소정 시간 동안 열림 제어한다. 따라서, 가솔린 연료 라인은 임계 가솔린 연료압으로 유지된다.

또한, 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)은 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환 중이 아닌 경우 씨엔지 연료가 분사되는 것으로 판정하고 가솔린 연료 펌프(91)를 제3 소정 시간 주기(1분 구동 후 1초 정지)로 구동 및 정지를 반복 실행한다. 따라서, 가솔린 연료 라인은 임계 가솔린 연료압으로 유지된다.

여기서, 상기 제1 소정 시간은 가솔린 연료 라인의 연료압이 미리 저장된 임계 가솔린 연료압에 도달되는 시간이고, 상기 제2 소정 시간은 2초이며, 가솔린 엔진 제어 유닛(70)에 미리 저장되어 있다.

상기의 가솔린 엔진 제어 유닛(70)을 통해 바이 퓨얼 차량의 가솔린 연료 펌프 제어 과정을 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

우선, 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)은 온(on) 상태의 시동 신호를 수신하고(101) 가솔린 연료 펌프(91) 및 가솔린 연료 차단 밸브(93)를 미리 정해진 제1 소정 시간 동안 구동 및 열림 제어한 후(103) 상기 가솔린 연료 펌프(91)의 고장 진단 및 가솔린 연료 라인의 누설 진단을 실행한다(105).

이어 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)은 상기 단계(105)를 통해 상기 가솔린 연료 펌프(91)가 정상이고 가솔린 연료 라인의 누설이 없는 지를 판단하고(107) 판단 결과 상기 가솔린 연료 펌프(91)가 정상이고 가솔린 연료 라인의 누설이 없는 경우 현재 가솔린 연료가 분사중인 지를 판단하고(109) 판단 결과 가솔린 연료가 분사중인 경우 가솔린 연료 차단 밸브(93)를 닫힘 제어한다(111).

한편, 현재 가솔린 연료가 분사 중이 아닌 경우 외부로부터 공급되는 사용 연료 전환 신호가 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)에 수신되고(113), 이때 수신된 사용 연료 전환 신호를 통해 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환 중인 지가 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)에 의해 판정되며(115), 판정 경과 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환인 경우 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)의 제어에 따라 상기 가솔린 연료 차단 밸브(93)는 제2 소정 시간(2초) 동안 열림 제어된다(117). 따라서, 가솔린 연료 라인은 임계 가솔린 연료압으로 유지된다.

또한, 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)은 상기 단계(115)를 통해 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환 중이 아닌 경우 씨엔지 연료가 분사되는 것으로 판정하고(119) 가솔린 연료 펌프(91)를 제3 소정 시간 주기(1분 구동 후 1초 정지)로 구동 및 정지를 반복 실행한다(121). 따라서, 가솔린 연료 라인은 임계 가솔린 연료압으로 유지된다.

한편, 상기 가솔린 엔진 제어 유닛(70)은 상기 단계(107)를 통해 가솔린 연료 펌프(91)의 고장 및 가솔린 연료 라인의 누설 판정된 경우 상기 가솔린 연료 차단 밸브(93)를 닫힘 제어한다(123).

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 예시적 인 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.

도 1은 본 발명이 적용되는 바이 퓨얼 차량의 구성을 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 가솔린 연료 공급 장치 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 연료 탱크 3 : 엔진

90 : 가솔린 연료 탱크 91 : 가솔린 연료 펌프

93 : 가솔린 연료 차단 밸브 95 : 가솔린 인젝터

Claims (2)

1. 가솔린 엔진 제어 유닛 및 인터페이스 유닛을 이용하여 가솔린 연료 및 씨엔지 연료를 각각의 가스 인젝터 및 가솔린 인젝터로 공급하여 엔진을 구동하는 바이 퓨얼 차량의 가솔린 연료 공급 장치 제어 방법에 있어서,

   a) 상기의 가솔린 엔진 제어 유닛에서 시동 신호가 온 상태로 수신될 때 미리 정해진 제1 소정 시간 동안 가솔린 연료 펌프를 구동하고 연료 차단 밸브를 열림 제어하여 가솔린 연료 펌프의 고장 진단 및 누설진단을 실행하는 단계;

   b) 상기 a) 단계를 통해 연료 펌프가 정상이고 누설이 없는 경우 가솔린 연료 분사 중인 지를 판단하고 판단 결과 가솔린 연료 분사 중인 경우 상기 연료 차단 밸브를 닫힘 제어하고 상기 연료 펌프를 구동하는 단계;

   c) 사용 연료 전환 신호를 수신하여 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환 시 상기 연료 차단 밸브를 미리 저장된 제2 소정 시간 동안 열림 제어하는 단계; 및

   d) 상기 가솔린 연료에서 씨엔지 연료로의 사용 연료 전환이 아닌 경우 씨엔지 연료가 분사되는 것으로 판정하여 상기 가솔린 연료 펌프를 미리 정해진 제3 소정 시간 주기로 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이 퓨얼 차량의 가솔린 연료 공급 장치 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3 소정 시간 주기는 가솔린 연료 펌프를 1분 구동 후 1초 정지하는 것을 특징으로 하는 바이 퓨얼 차량의 가솔린 연료 공급 장치 제어 방법.

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