KR100896635B1 - 바이 퓨얼 차량의 엔진 구동 장치 - Google Patents

Abstract

사용 연료가 가스 연료인 경우 별도의 보조 인젝터의 연료 분사를 통해 엔진 출력을 최대로 증가할 수 있도록 한 바이 퓨얼 차량의 엔진 구동 장치가 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, 바이 퓨얼 차량의 엔진 구동 장치는, 가압 상태로 저장된 연료 탱크의 가스 연료를 감압하는 압력 조절기와; 상기 압력 조절기를 통해 감압된 연료 탱크 내의 가스 연료를 분배하는 연료 분배기와; 상기 연료 분배기를 통해 공급된 가스 연료를 실린더로 분사하는 가스 인젝터; 상기 가스 인젝터의 연료 분사 종료 후 인테이크 밸브를 열림 제어 종료 시점에서 연료 분사를 실행하는 보조 가스 인젝터; 상기 압력 조절기, 연료 분배기, 가스 인젝터, 및 보조 가스 인젝터를 제어하여 상기 압력 조절기로 감압된 가스 연료를 연료 분배기를 통해 가스 인젝터로 공급하여 엔진을 구동하는 엔진 제어 유닛을 포함하되, 상기 엔진 제어 유닛은, 상기 가스 인젝터의 연료 분사 종료 후 인테이크 밸브의 열림 제어 종료 시점에서 상기 압력 조절기를 통해 감압된 가스 연료를 보조 가스 인젝터를 통해 실린더 내로 직접 분사하도록 구비된다.

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Description

바이 퓨얼 차량의 엔진 구동 장치{APPARATUS FOR DRIVING ENGINE OF BI FUEL CAR}

본 발명은 바이 퓨얼 차량의 엔진 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보조 가스 인젝터를 이용하여 엔진 출력을 신속하게 증가할 수 있도록 한 장치 에 관한 것이다.

일반적으로, 바이 퓨얼 차량에 사용되는 연료는 가솔린 또는 가스를 사용하며, 상호 장단점을 보완하기 위해 가솔린과 가스 연료를 겸용으로 사용하고 있다. 여기서, 상기 가스 연료는 통상 압축 천연 가스인 씨엔지(CNG: Compressed Natural Gas) 또는 액화 석유 가스인 엘피지(LPG : Liquid Platum Gas)중 하나를 이용하고 있다 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.

한편, 연료 탱크 내의 가솔린 연료는 가솔린 엔진 제어 유닛에서 발생하는 가솔린 인젝션 신호를 제공받아 가솔린 인젝터에 공급된다.

기존의 가솔린과 가스 연료를 사용 가능한 바이 퓨얼(bi-fuel) 차량에 있어서는, 연료 탱크 내의 고압의 가스 연료는 압력 조정기에 의해 감압된 후 가스 인젝터으로 공급되어 엔진이 구동된다.

이러한 바이 퓨얼 차량에서 사용 연료가 씨엔지 연료인 경우 가스 연료의 부피로 인해 공기량의 감소되고 엔진 출력이 가솔린 연료에 비해 떨어지게 된다. 따라서, 운전자의 가속 요구에 따라 임계치 이상의 엔진 출력을 요구하는 경우 운전자가 원하는 엔진 출력을 만족하기 위해 사용 연료를 가솔린 연료로 전환하여 엔진을 구동한다.

그러나, 사용 연료를 가솔린 연료로 전환하는데 드는 연료 전환 시간이 오래 결리므로, 운전자가 원하는 엔진 출력에 도달하는데 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다. 따라서, 운전자가 원하는 엔진 출력에 도달되는 시간을 단축할 수 있는 별도의 로직이 필요하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 미리 정해진 순서에 따라 연료 분사되는 가스 인젝터의 연료 분사 종료 시점과 다음 가스 인젝터의 연료 분사 시작 시점 사이에 보조 가스 인젝터를 통해 연료 분사를 실행함으로써, 운전자가 원하는 엔진 출력을 신속하게 실행할 수 있도록 한 바이 퓨얼 차량의 엔진 구동 장치를 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 바이 퓨얼 차량의 엔진 구동 장치는,

가압 상태로 저장된 연료 탱크의 가스 연료를 감압하는 압력 조절기와; 상기 압력 조절기를 통해 감압된 연료 탱크 내의 가스 연료를 분배하는 연료 분배기와;

상기 연료 분배기를 통해 공급된 가스 연료를 실린더로 분사하는 가스 인젝터;

상기 가스 인젝터의 연료 분사 종료 후 인테이크 밸브를 열림 제어 종료 시점에서 연료 분사를 실행하는 보조 가스 인젝터;

상기 압력 조절기, 연료 분배기, 가스 인젝터, 및 보조 가스 인젝터를 제어하여 상기 압력 조절기로 감압된 가스 연료를 연료 분배기를 통해 가스 인젝터로 공급하여 엔진을 구동하는 엔진 제어 유닛을 포함하되,

상기 엔진 제어 유닛은, 상기 가스 인젝터의 순서에 따른 가스 인젝터의 연료 분사 종료 후 인테이크 밸브의 열림 제어 종료 시점에서 상기 압력 조절기를 통해 감압된 가스 연료를 보조 가스 인젝터를 통해 실린더 내로 분사하도록 구비되는 것을 특징으로 하고,

상기 보조 가스 인젝터는 압력 조절기를 통해 감압된 연료를 직접 실린더로 분사하도록 구비되는 것을 특징으로 하며,

상기 연료 분배기를 통해 공급되는 연료 분사량은 총 연료 분사량의 A%이고, 보조 가스 인젝터를 통해 공급되는 연료 분사량은 총 연료 분사량의 (100-A)% 인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 연료 분사되는 가스 인젝터의 연료 분사 종료 후 인테이크 밸브의 닫힘 제어 시점에서 보조 가스 인젝터를 통해 연료 분사를 실행함으로써, 별도의 사용 연료 전환 없이 운전자가 원하는 엔진 출력을 신속하게 실행할 수 있는 효과를 얻는다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예에서는 압축 천연 가스 연료인 씨엔지와 가솔린 연료를 겸용으로 사용하는 바이 퓨얼 차량에서 하나의 가스 인젝터 및 보조 가스 인젝터를 가지는 것을 일례로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가솔린 및 씨엔지 연료를 사용할 수 있는 바이 퓨얼 차량의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 엔진 제어 유닛의 인젝션 신호를 보인 파형도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이-퓨얼 차량의 씨엔지 연료에대한 내연 기관은, 가스 연료를 압축(CNG: Compressed Natural Gas) 상태로 저장하는 연료 탱크(11)와, 가압 상태로 저장된 연료 탱크(1)의 가스 연료를 감압하는 압력 조절기(13)와, 상기 압력 조절기(13)를 통해 감압된 연료 탱크 내의 가스 연료를 분배하는 연료 분배기(15)와, 상기 연료 분배기(15)를 통해 공급된 가스 연료를 실린더로 분사하는 가스 인젝터(17-1)를 포함한다.

그에 더하여 상기 본 발명에 따른 바이 퓨얼 차랴의 씨엔지 연료(가스 연료)에 대한 내연 기관은, 상기 가스 인젝터(17-1)의 연료 분사 종료 후 인테이크 밸브의 열림 제어 종료 시점에서 연료 분사를 실행하는 보조 가스 인젝터(21)를 더 포함하고, 상기 압력 조절기(13), 연료 분배기(15), 가스 인젝터(17-1), 및 보조 가스 인젝터(21)를 제어하여 상기 압력 조절기(13)로 감압된 가스 연료를 가스 인젝터(17-1) 및 보조 가스 인젝터(21)로 공급하여 엔진을 구동하는 엔진 제어 유닛(30)을 포함한다.
여기서, 상기 가스 인젝터(17-1)는 통상 4기통 차량의 경우 4개의 실린더에 각각 설치되고, 상기 가스 인젝터를 통해 엔진 제어 유닛(30)의 제어에 따라 해당 실린더 내로 연료 분사가 이루어지며, 상기의 과정은 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

여기서, 상기 엔진 제어 유닛(30)은 상기 연료 분배기(15)를 통과한 연료를 상기 가스 인젝터(17-1)에 따라 연료 분사하고, 상기 가스 인젝터의 연료 분사 종료되고 인테이크 밸브의 열림 제어 종료 시점에서 상기 압력 조절기(13)를 통해 감압된 가스 연료를 보조 가스 인젝터(21)를 통해 실린더 내로 분사를 실행하도록 구비된다. 여기서 상기 보조 가스 인젝터(21)는 압력 조절기를 통해 감압된 가스 연료를 실린더로 직접 분사하도록 구비되며, 실린더의 소정 위치에 설치된다.

또한 본 발명에 따른 바이 퓨얼 차량에 있어 가솔린 연료에 관련 내연 기관은 이미 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. 따라서, 본 발명에서는, 운전자의 가속 의지에 따라 원하는 목표 엔진 출력에 신속하게 도달하기 위해, 가스 인젝터(17-1)의 연료 분사 종료되고 인테이크 밸브의 열림 제어 종료 시점에서 보조 가스 인젝터(21)의 연료 분사를 실행한다.

이때 상기 가스 인젝터(17-1)의 연료 분사량은 총 연료 분사량의 A%이고, 나머지 총 연료 분사량의 (100-A)%는 보조 가스 인젝터(21)를 통해 분사된다. 따라서, 가스 인젝터(17-1)를 통해 공급되는 흡입 공기량은 증가하게 된다.

이를 보다 구체적으로 설명하기 위해 첨부된 도면을 참조한다. 우선 시동 스위치가 온 위치로 설정되면, 상기 엔진 제어 유닛(30)이 제어에 따라 연료 탱크(11) 내의 가압된 상태로 저장된 가스 연료는 연료 조절기(13)를 통해 감압된 후 연료 분배기(15)를 통해 상기 가스 인젝터(17-1)에 공급된다. 이때 상기 가스 인젝터(17-1)는 가스 연료를 실리더 내로 분사된다.

이때 주행 중 운전자의 가속 의지에 따른 엑셀러레이터 패달의 밟음 정도에 따라 설정된 목표 엔진 출력에 신속하게 도달하기 위해 상기 엔진 제어 유닛(30)은 보조 인젝션 신호를 발생한다.

상기 보조 인젝션 신호는, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 인젝터(17-1)의 연료 분사 종료되고, 인테이크 밸브의 닫힘 제어 시점에서 보조 가스 인젝터(21)가 연료 분사된다.

따라서, 가스 연료의 부피로 인해 공기량의 감소되어 떨어지는 엔진 출력을 보조 가스 인젝터(21)의 연료 분사로 인해 실린더로 분사되는 가스 연료량이 증가하게 되므로, 별도의 사용 연료 전환 없이 엔진 출력은 목표 엔진 출력에 도달한다.

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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 바이 퓨얼 차량의 구성을 나타낸 개략도이다.

도 2는 도 1에 도시된 인젝션 신호 및 보조 인젝션 신호를 보인 파형도이다.

Claims (3)

1. 가압 상태로 저장된 연료 탱크의 가스 연료를 감압하는 압력 조절기와; 상기 압력 조절기를 통해 감압된 연료 탱크 내의 가스 연료를 분배하는 연료 분배기와; 상기 연료 분배기를 통해 공급된 가스 연료를 실린더로 분사하는 가스 인젝터; 상기 가스 인젝터의 연료 분사 종료 후 인테이크 밸브를 열림 제어 종료 시점에서 연료 분사를 실행하는 보조 가스 인젝터; 및 상기 압력 조절기, 연료 분배기, 가스 인젝터, 및 보조 가스 인젝터를 제어하여 상기 압력 조절기로 감압된 가스 연료를 연료 분배기를 통해 가스 인젝터로 공급하여 엔진을 구동하는 엔진 제어 유닛을 포함하되,

   상기 엔진 제어 유닛은,

   상기 가스 인젝터의 연료 분사 종료 후 상기 인테이크 밸브의 열림 제어 종료 시점에서 상기 압력 조절기를 통해 감압된 가스 연료를 보조 가스 인젝터를 통해 실린더 내로 분사하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 바이 퓨얼 차량의 엔진 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 보조 가스 인젝터는 압력 조절기를 통해 감압된 연료를 직접 실린더로 분사하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 바이 퓨얼 차량의 엔진 구동 장치.
3. 제1항에 있어서, 연료 분배기를 통해 공급되는 연료 분사량은 총 연료 분사량의 A%이고, 보조 가스 인젝터를 통해 공급되는 연료 분사량은 총 연료 분사량의 (100-A)%인 것을 특징으로 하는 바이 퓨얼 차량의 엔진 구동 장치.

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