KR100898204B1 - 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법 및 장치 - Google Patents

엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, (a) 시동 온시 연료 펌프가 구동되고 목표연료압력이 시동목표압력에 도달할 때까지 오리피스 유로를 폐쇄하는 단계와, (b) 목표연료압력이 시동목표압력에 도달하면 연료압력센서 값을 받아서, 상기 연료압력센서 값이 상기 목표연료압력보다 큰 경우 ECU(Electronic Control Unit)에서 솔레노이드 밸브의 리프트를 조절하여 연료라인의 압력을 일정하게 유지하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법 및 장치를 제공함으로써, 인젝터 누기에 의해 발생하는 방출성을 저감시킬 수 있고, 차량의 시동성을 향상시킬 수 있으며, 연료 제어의 정밀도를 높이는 효과가 있다.
엘피아이, 레귤레이터, 가변제어, 오리피스, 연료압력

Description

엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법 및 장치{Variable Control Method and Apparatus of Fuel Pressure Regulator}
본 발명은 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
LPI(Liquified Petroleum Gas Injection) 시스템에서 연료라인의 압력은 중요한 제어인자이다. 그러나 현재 LPI 시스템의 연료라인의 압력은 봄베 압력+5bar로 제어하여 봄베 압력에 따라 연료라인의 압력이 달라지게 된다. 봄베 압력은 온도에 따라 변하며 이에 따라 주행 중 연료라인의 압력은 대략 7~10bar 정도 범위에서 변화한다.
연료라인의 압력은 시동성 측면 특히, PCD(Partial Cool Down) 시동시 높은 것이 좋으나 연료라인의 압력이 높으면 시동 오프후 인젝터의 누기량이 많아지므로 방출성(Emission) 측면에서는 불리하다. 따라서 현재의 LPI 시스템으로는 시동성과 방출성 두 가지를 모두 만족시킬 수는 없다. 또한, 연료라인의 압력이 변함에 따라 EMS(Engine Management System)에서 압력보정을 해주고는 있지만 연료량 제어의 정밀도가 떨어진다.
도 1은 일반적인 LPI 시스템을 도시한 도면으로서, 봄베(10) 내부에는 연료 의 펌핑을 위한 연료펌프(11)가 형성되고, 상기 연료펌프(11)에서 펌핑된 연료가 각 연소실에 마련된 인젝터(14)까지 공급될 수 있도록 하기 위한 연료공급라인(12)이 배관된다. 한편, 연료공급라인(12)으로 공급된 연료의 압력이 일정수준 이상이 될 경우에는 과잉공급된 연료가 봄베(10)로 회수되도록 하기 위한 연료리턴라인(13)이 배관된다. 상기한 연료리턴라인(13)을 통한 연료의 회수는 상기 연료리턴라인(13)의 도중에 장착되는 레귤레이터(20)에 의해서 이루어진다. 상기 레귤레이터(20)의 일측에는 연료의 압력측정을 위한 압력센서(15)가 마련된다.
그리고 봄베(10)에 접속되는 연료공급라인(12)의 일측 도중과, 상기한 인젝터(15)가 접속되는 전방의 연료공급라인(12)의 도중에는 엔진의 운전상황에 따라 연료의 공급이 차단되도록 하기 위한 차단밸브(16,17)가 장착된다.
도 2는 상기한 LPI 시스템에 적용되는 일반적인 레귤레이터가 연료리턴라인(13)의 도중에 장착된 상태를 보인 것이다. 상기한 레귤레이터(20)는 상부 하우징(21)과 하부 하우징(22)으로 그 하우징이 구분형성되고, 상기 상부 하우징(21)과 하부 하우징(22)의 사이에 연료의 압력에 의해서 동작되는 다이아프램(23)이 개재된다. 다이아프램(23)의 상부측은 스프링(24)에 의해서 탄력지지되고, 다이아프램(23)의 하측에는 연료리턴라인(13)에 접속되기 위한 니플(25)이 형성된다. 상기 니플(25)이 형성된 하부 하우징(22)의 저면 도중에는 하부 하우징(22)의 내측으로 유입구(13a)를 통과한 연료가 유입될 수 있도록 하기 위한 관통공(26)이 형성된다.
한편, 상기 연료리턴라인(13)의 도중에는 레귤레이터(20)의 조립을 위하여 레귤레이터(20)의 몸체가 수용가능한 크기의 장착공간(13c)이 마련된다. 장착공 간(13c)의 중앙으로는 레귤레이터(20)를 통과한 연료의 유출구(13b)가 형성되고, 상기 유출구(13b)의 일측으로는 연료의 압력이 레귤레이터(20)로 전달되도록 하기 위한 유입구(13a)가 형성된다.
상기한 레귤레이터(20)의 장착과정에서 하부 하우징(22)에 부속된 니플(25)이 상기 유출구(13b)에 소정구간 삽입되고, 유입구(13a)와 하부 하우징(22)의 저면 사이에는 소정의 갭이 형성되도록 한다. 따라서 상기 유입구(13a)로 유도된 연료는 관통공(26)을 통해 하부 하우징(22)의 내측으로 유입되어 다이아프램(23)을 작동시키고, 니플(25)의 상단으로 입력되어 유출구(13b)를 통과한 후 봄베(10)를 향한 연료의 흐름이 계속 진행된다.
한편, 엔진의 운전 중에 연료펌프에 의해 펌핑되어 인젝터까지 연료가 공급되었으나, 엔진의 시동이 오프되는 경우에는 상기한 연료공급라인, 인젝터 및 연료리턴라인에는 연료가 잔류하게 된다. 그런데 이렇게 인젝터의 주변에 잔류하게 되는 연료는 엔진 주변의 열에 의해서 압력이 상승되어지고, 연료의 온도상승이 심할 경우에는 인젝터를 통한 연소실로의 연료누출이 발생되므로서 엔진의 재시동시에 엔진의 시동성이 불량해질 뿐만 아니라 배기가스의 배출량이 증가되는 원인이 된다.
그래서 엔진의 시동 오프시에 인젝터를 통한 연소실로의 연료누출을 줄이기 위해서 상기한 레귤레이터(20)의 니플(25) 도중에 인젝터 전방에 잔류되어 있는 잔류연료가 봄베(10)로 리턴될 수 있도록 하기 위한 바이패스공(27)이 형성된다.
한편, 종래에는 시동 오프후 연료누기를 저감하기 위해 레귤레이터(20) 내부 의 바이패스공(27)이 지름 0.2mm의 오리피스 형태로 이루어지는데, 오리피스 직경을 키우면 연료라인(13)의 압력이 빨리 감소하여 누기 측면에서는 유리하나 시동시 특히, PCD 시동시 연료라인(13)의 압력 상승이 느려져 시동성에 악영향을 미치게 된다.
본 발명은 엘피아이 연료압력 레귤레이터 내부의 오리피스 유로를 전자식으로 가변제어하여 시동시 연료라인의 압력을 일정하게 유지하기 위한 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은, 엘피아이(Liquified Petroleum Gas Injection; LPI) 연료압력 레귤레이터의 내부에 장착된 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)로서, ECU(Electronic Control Unit)에서 상기 솔레노이드 밸브의 리프트(Lift)를 제어하여 연료의 압력을 일정하게 유지하는 가변제어 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, (a) 시동 온시 연료 펌프가 구동되고 목표연료압력이 시동목표압력에 도달할 때까지 오리피스 유로를 폐쇄하는 단계와, (b) 목표연료압력이 시동목표압력에 도달하면 연료압력센서 값을 받아서, 상기 연료압력센서 값이 상기 목표연료압력보다 큰 경우 ECU(Electronic Control Unit)에서 솔레노이드 밸브의 리프트를 조절하여 연료라인의 압력을 일정하게 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법 및 장치를 제공함으로써, 인젝터 누기에 의해 발생하는 방출성을 저감시킬 수 있고, 차량의 시동성을 향상시킬 수 있으며, 연료 제어의 정밀도를 높이는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
실시예
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 엘피아이(Liquified Petroleum Gas Injection; LPI) 연료압력 레귤레이터의 가변제어 장치는 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 내부에 장착된 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)(310)로서, ECU(Electronic Control Unit)(320)에서 솔레노이드 밸브(310)의 리프트(Lift)를 제어하여 연료라인(340)의 압력을 일정하게 유지한다.
압력 레귤레이터 밸브(330)는 제어압력이 아닌 허용최대 압력으로 설정한다. 이때, 연료라인(340)의 압력은 상기 솔레노이드 밸브(310)가 마련된 오리피스 유로(342)를 변경하여 제어한다.
시동 오프시 가변제어 장치는 오리피스 유로(342)를 완전히 개방하여 연료라인(340)의 압력을 높임으로써, 인젝터 누기에 의해 발생하는 방출성(Emission)을 저감시킨다.
시동 온시 가변제어 장치는 목표연료압력이 시동목표압력에 도달할 때까지 오리피스 유로(342)를 폐쇄하고 목표연료압력이 시동목표압력에 도달하면 연료압력센서 값을 받아 ECU(320)에서 솔레노이드 밸브(310)의 리프트를 조절하여 연료라인(340)의 압력을 일정하게 유지하고 시동성을 향상시킨다.
시동 온시 엔진이 런(Run) 상태로 전환되면 가변제어 장치는 목표연료압력이 주행목표압력에 도달할 때까지 오리피스 유로(342)를 열어주고 목표연료압력이 주행목표압력에 도달하면 ECU(320)에서 솔레노이드 밸브(310)의 리프트를 조절하여 연료라인(340)의 압력을 일정하게 유지하고 연료량 제어의 정밀도를 높인다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 시동 온시 연료 펌프가 구동되고 목표연료압력이 시동목표압력에 도달할 때까지 오리피스 유로(342)를 폐쇄한다(S410).
목표연료압력이 시동목표압력에 도달하면 연료압력센서 값을 받아서, 연료압력센서 값이 목표연료압력보다 큰지 여부를 판단하고(S420), 연료압력센서 값이 목표연료압력보다 작은 경우 엘피아이 램프를 온한다(422).
단계 S420에서 연료압력센서 값이 목표연료압력보다 큰 경우 엘피아이 램프를 오프하고, ECU(320)에서 솔레노이드 밸브(310)의 리프트를 조절하여 연료라인(340)의 압력을 일정하게 유지한다(S430).
이어서, 엔진이 런 상태로 전환된지 여부를 판단하고(S440), 엔진이 런 상태로 전환되지 않은 경우 단계 S410으로 돌아간다.
단계 S440에서 엔진이 런 상태로 전환된 경우 목표연료압력이 주행목표압력 에 도달할 때까지 오리피스 유로(342)를 열어주고(450), 목표연료압력이 주행목표압력에 도달하면 ECU(320)에서 솔레노이드 밸브(310)의 리프트를 조절하여 연료라인(340)의 압력을 일정하게 유지한다(S460).
이어서, 시동이 오프된지 여부를 판단하고(S470), 시동이 계속해서 온되어 있는 경우 단계 S440으로 돌아간다.
단계 S470에서 시동이 오프된 경우 오리피스 유로(342)를 완전히 개방하여 연료라인(340)의 압력을 높인다(S480).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 일반적인 LPI 시스템을 도시한 도면,
도 2는 LPI 시스템에 적용되는 일반적인 레귤레이터가 연료리턴라인의 도중에 장착된 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 장치를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
310: 가변제어 장치 320: ECU
330: 압력 레귤레이터 밸브 340: 연료라인
342: 오리피스 유로

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 내부에 솔레노이드 밸브가 마련되고, ECU에서 상기 솔레노이드 밸브의 리프트를 제어하여,
    시동 오프시 상기 솔레노이드 밸브가 마련된 오리피스 유로를 완전히 개방하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 장치.
  3. 삭제
  4. 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 내부에 솔레노이드 밸브가 마련되고, ECU에서 상기 솔레노이드 밸브의 리프트를 제어하여,
    시동 온시 엔진이 런(Run) 상태로 전환되면 목표연료압력이 주행목표압력에 도달할 때까지 상기 솔레노이드 밸브가 마련된 오리피스 유로를 열어주고 상기 목표연료압력이 상기 주행목표압력에 도달하면 상기 ECU에서 상기 솔레노이드 밸브의 리프트를 조절하여 압력을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 장치.
  5. 삭제
  6. (a) 시동 온시 연료 펌프가 구동되고 목표연료압력이 시동목표압력에 도달할 때까지 오리피스 유로를 폐쇄하는 단계와,
    (b) 목표연료압력이 시동목표압력에 도달하면 연료압력센서 값을 받아서, 상기 연료압력센서 값이 상기 목표연료압력보다 큰 경우 ECU에서 솔레노이드 밸브의 리프트를 조절하여 연료라인의 압력을 일정하게 유지하는 단계와,
    (c) 엔진이 런 상태로 전환된 경우 목표연료압력이 주행목표압력에 도달할 때까지 상기 오리피스 유로를 열어주는 단계와,
    (d) 상기 목표연료압력이 상기 주행목표압력에 도달하면 상기 ECU에서 솔레노이드 밸브의 리프트를 조절하여 상기 연료라인의 압력을 일정하게 유지하는 단계와,
    (e) 시동이 오프된 경우 상기 오리피스 유로를 완전히 개방하여 상기 연료라인의 압력을 높이는 단계,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 연료압력 레귤레이터의 가변제어 방법.
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