KR100897095B1 - 엘피아이 시스템에서의 연료 누설 감지 및 차단 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘피아이 시스템에서의 연료 누설 감지 및 차단 방법을 개시한다.
본 발명의 엘피아이 시스템에서의 연료 누설 감지 및 차단 방법은 기 설정된 일정 시간 동안 기 설정된 일정 주기로 연료 게이지값과 연료 피드백 학습치를 측정하고 각 주기별로 연료 게이지 변화량과 연료 피드백 학습치 변화량을 산출하는 제 1 단계; 상기 연료 게이지 변화량들을 적산한 적산치 및 상기 연료 피드백 학습치 변화량들을 적산한 적산치를 각각 구하는 제 2 단계; 및 상기 연료 게이지 변화량 적산치와 상기 연료 피드백 학습치 변화량 적산치가 기 설정된 대응되는 규제치를 초과하는 경우 연료공급을 차단하는 제 3 단계를 포함하여, 엘피아이 시스템에서의 연료 누설을 보다 효과적으로 감지 및 차단하여 엘피아이 차량에서의 가스누설로 인한 사고를 조기에 방지할 수 있다.

Description

엘피아이 시스템에서의 연료 누설 감지 및 차단 방법{Method for detecting and preventing the fuel leakage in LPI system}
본 발명은 엘피아이 차량의 엘피아이 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘피아이 시스템에서 보다 효과적으로 연료의 누설을 감지하여 그 누설을 차단할 수 있는 방법에 관한 것이다.
엘피아이(LPI : Liquefied Petroleum gas Injection) 차량에 사용되는 엘피아이 엔진은 엘피지(LPG ; Liquefied Petroleum Gas)를 연료로 사용하는 엔진으로서, 봄베라고 불리우는 엘피지탱크 내에 저장된 엘피지 연료를 종래와 같이, 베이퍼라이저에서 기화시킨 뒤 믹서에서 외기와 혼합하여 실린더로 공급하는 것이 아니라 인젝터를 통해 직접 실린더로 분사하여 연소시키도록 된 엔진이며, 보다 정밀한 연료분사 제어가 가능하므로 점차 그 사용이 증가하고 있다.
도 1은 종래 엘피아이 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
엘피아이 시스템은 봄베(1) 내부의 연료펌프(2)로부터 인젝터(6)까지 연결되는 연료 공급라인(4)과 상기 인젝터(6)로부터 봄베(1)까지 연결되는 연료 리턴라인(7)을 구비한다.
연료 공급라인(4)에는 연료 누설 방지를 위해 봄베(1)의 출구 측에 멀티 밸브(3)가 구비되고, 멀티 밸브(3)와 인젝터(6) 사이에 셔트오프(shut-off) 밸브(5)가 구비된다. 연료 리턴라인(7)에는 인젝터(6)에 액상의 상태로 대략 5bar 정도의 압력이 걸리도록 조정하는 압력 조절장치(8)와 인젝터(6)에 걸리는 연료의 압력을 검출하는 압력센서(9)가 구비된다. 그리고, 이러한 연료펌프(2), 멀티밸브(3), 셔트오프 밸브(5), 인젝터(6), 압력센서(9)는 엔진제어장치(미도시)와 전기적으로 연결되어 제어된다.
그런데, 이러한 엘피아이 차량은 연료 공급라인의 압력이 고압으로 형성되기 때문에 연료 라인에 작은 파손이 생기더라도 가스 누설량이 많게 되어 차량 화재의 위험이 있게 된다.
본 발명은 엘피아이 시스템에서 연료라인의 누설 여부를 보다 효과적으로 감지하여 누설 발생시 연료공급을 신속히 차단할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 엘피아이 시스템에서의 연료 누설 감지 및 차단 방법은 기 설정된 일정 시간 동안 기 설정된 일정 주기로 연료 게이지값과 연료 피드백 학습치를 측정하고 각 주기별로 연료 게이지 변화량과 연료 피드백 학습치 변화량을 산출하는 제 1 단계; 상기 연료 게이지 변화량들을 적산한 적산치 및 상기 연료 피드백 학습치 변화량들을 적산한 적산치를 각각 구하는 제 2 단계; 및 상기 연료 게이지 변화량 적산치와 상기 연료 피드백 학습치 변화량 적산치가 기 설정된 대응되는 규제치를 초과하는 경우 연료공급을 차단하는 제 3 단계를 포함한다.
본 발명은 엘피아이 시스템에서의 연료 누설을 보다 효과적으로 감지 및 차단함으로써 엘피아이 차량에서의 가스누설로 인한 사고를 조기에 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2에서는 설명의 편의를 위해 도 1에서와 동일한 구성요소에는 동일한 참 조번호를 부여한다.
먼저, 도 2의 구성과 도 1의 구성을 비교하면, 도 2에서는 연료 공급라인(4) 상에 셔트오프 밸브(12)를 추가적으로 구비하였다. 이때, 본 실시예에서 연료 공급라인(4) 상에 2개의 셔트오프 밸브(5, 12)를 구비하는 것은 안전성을 확보하기 위한 선택적 사항으로 종래와 같이 하나의 셔트오프 밸브만을 구비하여도 무방하다.
그리고, 봄베(1)에 구비된 연료 게이지(11)의 값이 엔진 제어부(ECU)(10)로 입력되도록 하여 엔진 제어부(10)가 봄베(1)의 연료 게이지 변화량을 알 수 있도록 하였다.
엔진 제어부(10)는 기 설정된 일정 시간 동안 주기적으로 연료 게이지값(FLEL)과 연료량 피드백 학습치(F/B)를 각각 측정하여 각각의 변화량(FLEL_DIF, F/B_DIF)을 산출한다. 그리고, 엔진 제어부(10)는 연료 게이지 변화량(FLEL_DIF)과 연료량 피드백 학습치 변화량(F/B_DIF)을 각각 적산하여 그 적산치가 규제치를 초과하는 경우 이를 연료가 누설되는 상황으로 판단하여 셔트오프 밸브(5, 12)를 동작시켜 봄베(1)로부터의 연료 공급을 차단하고 엔진 체크 램프를 점등시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 연료 누설 감지 및 차단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
자동차의 엘피아이 엔진이 시동된 후 연료 게이지(11)로부터의 신호가 엔진 제어부(10)로 정상적으로 입력되고 연료 피드백이 시작되면(단계 310), 엔진 제어부(10)는 연료 누설 진단 및 방지를 위한 모니터링 조건이 만족되는지 여부를 확인 한다(단계 320).
이러한 모니터링 조건으로는 예컨대 봄베(1)에 일정량 이상 연료가 충전되어 있는지 여부 등을 체크할 수 있다.
모니터링 조건이 만족되면, 엔진 제어부(10)는 연료 게이지값 FLEL(N) 및 연료 피드백 학습치 F/B(N)를 측정한다(단계 330).
이때, 연료 게이지값 FLEL(N)은 연료 게이지(11)가 연료량을 알려주는 신호를 엔진 제어부(10)로 출력하도록 함으로써 측정이 가능하다. 그리고, 연료 피드백 학습치 F/B(N)는 연료가 이론공연비(14.7:1)에서 연소될 수 있도록 하기 위해 종래의 엘피아이 차량에서 수행되는 연료량 제어시에 측정되는 연료량 학습치로서, 종래에 사용되는 어떠한 방법을 사용하여도 무방하다.
다음에 기 설정된 한 주기의 시간(T)이 경과되면(단계 340), 엔진 제어부(10)는 다시 연료 게이지값 FLEL(N+1) 및 연료 피드백 학습치 F/B(N+1)를 측정한다(단계 340).
그리고, 엔진 제어부(10)는 한 주기 동안의 연료 게이지 변화량(FLEL_DIF) 및 연료 피드백 학습치 변화량(F/B_DIF)을 산출한다(단계 360).
즉, FLEL_DIF은 FLEL(N) - FLEL(N+1)이 되며, F/B_DIF은 F/B(N) - F/B(N+1)이 된다.
연료 라인이 고압 상태로 유지되는 엘피아이 시스템에서 연료 라인에 누설이 발생하면, 연료가 급속이 누설되기 때문에 봄베(1)에 충전된 연료량이 급속이 줄어들게 되며 동시에 연료 라인의 압력이 하락하여 정상적인 연료공급이 이루어지지 않음으로써 연료 피드백 제어가 희박(LEAN)상태로 변하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 이 두가지 조건이 모두 만족되는지 여부를 확인하기 위해 연료 게이지 변화량(FLEL_DIF)과 연료 피드백 학습치 변화량(F/B_DIF)을 각각 산출한다.
변화량이 산출되면, 엔진 제어부(10)는 산출된 연료 게이지 변화량 및 연료 피드백 학습치 변화량을 각각 이전 주기의 연료 게이지 변화량 및 연료 피드백 학습치 변화량에 더하여 그 적산치를 구한다(단계 370).
상술한 과정들 즉 일정 주기 마다 연료 게이지값과 연료 피드백 학습치를 측정하고 각 주기 단위로 변화량을 산출한 후 그 변화량을 각각 누적하는 과정은 정해진 일정 시간 동안(T_MAX) 계속 된다(단계 380).
기 설정된 일정 시간(T_MAX)이 경과되면, 엔진 제어부(10)는 연료 게이지 변화량 적산치(FLEL_DIF_SUM)와 연료 피드백 학습치 변화량 적산치(FLEL_DIF_SUM)를 각각 기 설정된 규제치(FLEL_THD, F/B_THD)와 비교하여 두 적산치(FLEL_DIF_SUM, FLEL_DIF_SUM))가 모두 대응되는 규제치(FLEL_THD, F/B_THD)를 초과하는지 여부를 판단한다(단계 318).
두 적산치(FLEL_DIF_SUM, FLEL_DIF_SUM))가 모두 대응되는 규제치(FLEL_THD, F/B_THD)를 초과하면, 엔진 제어부(10)는 이를 연료라인 누설로 판단하고 셔트오프 밸브(5, 12)를 작동시켜 봄베(1)로부터의 연료 공급을 차단하고 엔진 점검 램프를 점등시킨다(단계 320).
도 1은 종래 엘피아이 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 시스템의 구성을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 연료 누설 감지 및 차단 방법을 설명하기 위한 순서도.

Claims (3)

  1. 기 설정된 일정 시간 동안 기 설정된 일정 주기로 연료게이지로부터 전달받은 연료량을 알려주는 신호를 통해 연료 게이지 값을 측정하고 연료가 이론공연비에서 연소되도록 기 설정된 일정 시간 동안 기 설정된 일정 주기로 엔진 제어부에 의해 연료량 제어 시에 측정되는 연료 피드백 학습치를 전달받아 각 주기별로 연료 게이지 변화량과 연료 피드백 학습치 변화량을 산출하는 제 1 단계;
    상기 연료 게이지 변화량들을 적산한 적산치 및 상기 연료 피드백 학습치 변화량들을 적산한 적산치를 각각 구하는 제 2 단계; 및
    상기 연료 게이지 변화량 적산치와 상기 연료 피드백 학습치 변화량 적산치가 기 설정된 대응되는 규제치를 초과하는 경우 연료공급을 차단하는 제 3 단계를 포함하는 엘피아이 시스템에서의 연료 누설 감지 및 차단 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 3 단계는
    연료공급 차단과 함께 엔진 점검 램프를 점등시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 시스템에서의 연료 누설 감지 및 차단 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 3 단계는
    연료 공급라인 상에 구비된 적어도 하나의 셔트오프 밸브를 동작시켜 연료공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 시스템에서의 연료 누설 감지 및 차단 방법.
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