KR100902488B1 - 자동차의 엔진 구동 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

시동키 스위치가 온 상태에서 소정 시간 경과 후 시동 상태로 설정될 때 연료 라인의 연료압을 고압으로 충전한 후 인젝션을 실행함으로써, 고압의 연료 분사로 인해 엔진을 최적의 상태로 구동할 수 있도록 한 자동차의 엔진 구동 장치 및 방법이 개시 되어 있다. 이러한 본 발명의 엔진 제어 유닛은, 시동키 스위치가 온 상태로 설정된 후 미리 정해진 소정 시간이 경과되고 이어 시동 상태로 설정될 때 인젝터의 연료 분사를 정지한 후 연료 펌프를 구동하고 상기 연료압 센서로부터 제공된 연료 라인의 연료압이 목표치에 도달될 때 인젝터의 연료 분사를 실행하도록 구비된다.

자동차, 연료 라인, 연료압 센서, 연료 차단 밸브,

Description

자동차의 엔진 구동 장치 및 방법{METHOD FOR DRIVING ENGINE OF CAR}

본 발명은 자동차의 엔진 구동 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 연료 라인의 연료압을 신속하게 제어할 수 있도록 한 방법 및 장치에 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 액상이므로 기화되면 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 증가하는 추세이다.

여기서, 상기 엘피지 연료 공급 장치는 연료 펌프를 통해 엘피지 연료를 연료 공급 라인을 통해 액상으로 인젝터에 공급하고, 이 인젝터를 통해 엘피지 연료를 실린더로 분사하며, 이 분사된 이 엘피지 연료는 공기가 혼합한 후 기화하여 엔 진을 구동시킨다. 시동 오프 후 여분의 연료는 연료 탱크 내로 되돌아간다.

이때 엘피지 차량에 있어 연료 공급 장치는 도 1에 도시된 바와 같다. 즉, 엔진 제어 유닛(ECU)의 제어에 따라 상기 연료 탱크(1) 내에 연료는 연료 펌프(2)에 의해 토출되고, 토출된 연료는 시동 시 열림 제어된 연료 차단 밸브(3)를 통해 인젝터(4)로 공급된다.

또한, 연료 라인의 연료압 센서(5)로부터 공급되는 연료압 신호에 따라 동작하는 레귤레이터(6)의 감압에 의해 상기 인젝터(4)의 여분의 연료는 연료 탱크(1) 내로 리턴된다.

이때 상기의 연료 라인의 연료압을 고압으로 형성하기 위해 도 1의 A)에 도시 된 바와 같이, 연료 펌프(2)의 구동 속도는 기준치 이상으로 설정되어 상기 연료 펌프(2)가 초기 구동되므로, 상기 연료 라인의 연료압은 도 1의 B)에 도시된 바와 같이 증가하게 된다.

상기의 연료 라인의 연료압은 상기의 연료압 센서(5)로부터 공급되는 상기 연료 라인의 연료압이 목표치(3 bar- 8bar)에 도달할 때까지 계속 증가하게 된다.

이러한 기존의 자동차의 연료 공급 장치에 있어서, 시동키 스위치가 온 상태로 설정되어 연료 펌프(2)가 구동되어 연료 라인의 연료압이 목표치에 도달하게 되고, 연료압이 목표치에 도달된 후 시동키 스위치가 계속 온 상태로 유지되면 연료 펌프(2)의 구동이 정지되고, 따라서, 연료 라인의 연료압이 목표치 이하로 저하된다.

이 후 다시 시동키 스위치가 시동 상태로 설정되면 연료 라인의 연료압이 목표치 이하인 상태에서 연료 분사가 이루어지므로 연료 공연비가 희박해져 시동 시간이 지연되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 시동키 스위치가 온 상태에서 시동 상태로 설정될 때 연료 라인의 연료압을 고압으로 충전한 후 인젝션을 실행함으로써, 고압의 연료 분사로 인해 엔진의 시동 시간을 단축할 수 있어 시동성이 향상되고 배기 가스 증가로 인한 환경 오염을 방지할 수 있도록 한 자동차의 엔진 구동 방법 및 장치를 제공하고자 함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 과제는,

연료 탱크 내에 설치되어 시동키 스위치가 온 상태로 설정될 때 연료 탱크 내의 연료를 미리 정해진 임계압으로 토출하는 연료 펌프;

시동키 스위치가 온 상태로 설정될 때 열림 제어되어 상기 연료 펌프에 의해 토출된 연료를 통과하는 연료 차단밸브;

연료 라인의 연료압을 측정하여 엔진 제어 유닛으로 제공하는 연료압 센서; 및

상기 연료압 센서의 연료압을 기초로 연료 라인의 연료압을 목표치로 설정하는 엔진 제어 유닛을 포함하되,

상기 엔진 제어 유닛은,

시동키 스위치가 온 상태로 설정된 후 미리 정해진 소정 시간이 경과되고 이어 시동 상태로 설정될 때 인젝터의 연료 분사를 정지한 후 연료 펌프를 구동하고 상기 연료압 센서로부터 제공된 연료 라인의 연료압이 목표치에 도달될 때 인젝터의 연료 분사를 실행하도록 구비되는 것을 특징으로 하고,

여기서, 상기 연료압의 목표치는 연료 라인의 연료압이 연료 탱크의 연료압 보다 5bar 이상 높은 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명의 다른 관점에 따른 기술적 과제는,

a) 시동키 스위치의 스위칭 정보를 수신하여 시동키 스위치가 온 상태로 설정되었는 지를 판단하고, 판단 결과 온 상태인 경우 연료 펌프의 구동으로 연료 라인의 연료압을 상승시키는 단계;

b) 이어 연료압 신호를 수신하여 연료압이 목표치에 도달하였는 지를 판단하고 판단 결과 연료압이 목표치에 도달한 경우 연료 펌프의 구동을 정지하는 단계;

c) 상기 스위칭 정보를 수신하여 시동키 스위치가 시동 상태로 설정되었는 지를 판단하고, 판단 결과 시동키 스위치가 시동 상태로 설정된 경우 시동 지연 카운터의 카운팅값을 근거로 미리 정해진 소정 시간이 경과되었는 지를 판단하고 소정 시간이 경과된 경우 인젝터의 연료 분사를 정지하는 단계; 및

d)이 후 연료 라인의 연료압 신호를 수신하여 연료 라인의 연료압이 미리 정해진 목표치 이상인 지를 판단하고, 목표치 이상인 경우 인젝터의 연료 분사를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,

여기서, 상기 b) 단계에서 연료압이 목표치에 도달하지 아니한 경우 연료 펌프를 구동하는 a) 단계로 진행하는 것을 한다.

또한, 상기 c) 단계에서 시동키 스위치가 시동 상태로 설정되지 아니한 경우 상기 시동 지연 카운터를 계속 카운팅한 후 상기 스위칭 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 시동키 스위치가 온 상태에서 소정 시간 경과 후 시동 상태로 설정될 때 연료 라인의 연료압을 고압으로 충전한 후 인젝션을 실행함으로써, 고압의 연료 분사로 인해 엔진의 시동 시간을 단축할 수 있어 시동성이 향상되고 배기 가스 증가로 인한 환경 오염을 방지할 수 효과를 얻는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다. 단 본 발명의 LPI 시스템을 채택한 차량을 일 예로 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 엔진 구동 장치의 구성을 보인 도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 연료 공급 장치는, 외부로부터 공급되는 시동키 스위치의 스위칭 정보를 수신하여 시동키 스위치가 온 상태로 설정된 후 소정 시간이 경과되어 시동 상태로 설정되면 상기 연료 라인의 떨어진 연료압을 상승시키기 위해 인젝터(23)의 연료 분사를 정지하고, 이어 연료 펌프(13)를 구동하여 연료 라인의 연료압이 상승시키고 이때 연료압 센서(21)의 연료압이 목표치에 도달한 경우 인젝터(23)의 연료 분사를 실행하도록 구비된다.

여기서, 상기 임계압 및 목표치 및 소정 시간은 다수회의 실험에 얻어진 최적의 결과치로서 이미 공지된 값으로 상기 엔진 제어 유닛(31)에 미리 저장되어 있다.

상기의 구성에 의해, 우선, 상기 엔진 제어 유닛(31)은 시동키 스위치의 스위칭 정보를 통해 시동키 스위치가 온 상태로 설정되면, 상기 연료 펌프(13)를 구동하기 위한 제어 신호를 발생하고, 이 제어 신호를 수신한 연료 펌프(13)는 해당 펌프가 가지는 임계값의 연료압으로 상기 연료 탱크의 연료를 토출시킨다.

또한, 상기 엔진 제어 유닛(31)은 시동키 스위치 온 상태로 설정됨에 따라 상기 연료 차단 밸브(15)를 열림 제어하기 위한 제어 신호를 발생하고, 이 제어 신호를 수신한 연료 차단 밸브(15)는 열림 상태로 제어된다.

따라서, 상기 연료 펌프(13)에 의해 토출된 연료는 상기 열림 제어된 연료 차단 밸브(15)를 통해 통과된다.

이때 상기 연료 라인의 연료압은 상기 연료압 센서(21)를 통해 측정되고, 상기 측정된 연료 라인의 연료압은 상기 엔진 제어 유닛(31)으로 제공되며, 상기 엔진 제어 유닛(31)은 수신된 연료압 센서(21)의 연료압 신호를 기초로 연료 라인의 연료압을 목표치에 도달시킨다.

이후 상기 엔진 제어 유닛(31)은 시동키 스위치의 스위칭 정보를 수신하여 시동키 스위치가 온 상태로 설정된 후 소정 시간이 경과되고 이어 시동 상태로 설정되면 상기 연료 라인의 떨어진 연료압을 상승시키기 위해 인젝터(23)의 연료 분사를 정지하고, 이어 연료 펌프(13)를 구동하여 연료 라인의 연료압이 상승시키고 이때 연료압 센서(21)의 연료압이 목표치에 도달한 경우 인젝터(23)의 연료 분사를 실행한다.

도 4는 본 발명에 다른 자동차의 엔진 구동 과정을 보인 흐름도로서, 이를 참조하여 엔진 제어 유닛(31)을 통해 자동차의 엔진 구동 과정을 보다 구체적으로 설명한다.

우선, 상기 엔진 제어 유닛(31)은 시동키 스위치의 스위칭 정보를 수신하고(101) 수신된 스위칭 정보를 통해 시동키 스위치가 온 상태로 설정되었는 지를 판단하고(103), 판단 결과 시동키 스위치가 온 상태로 설정된 경우 연료 펌프를 구동하고 연료 차단 밸브를 열림 제어하여(105) 연료 라인의 연료은 상승된다.

이어 단계(107)를 통해 연료압 센서로부터 공급되는 연료압 신호를 수신하고(105) 수신된 연료압 신호를 기초로 연료 펌프를 구동하여 연료 라인의 연료압은 목표치에 도달하였는지를 판단하고(108) 판단 결과 연료 라인의 연료압이 목표치에 도달하기 아니한 경우 연료 펌프를 계속 구동하고(109) 상기 단계(108)의 판단 결과 연료 라인의 연료압이 목표치에 도달한 경우 단계(110)를 통해 연료 펌프의 구동은 정지된다.

한편, 상기 엔진 제어 유닛(31)을 통해 수신된 시동키 스위치의 스위칭 정보를 수신하여(111), 스위칭 정보를 기초로 시동키 스위치가 시동 상태로 설정되었는 지를 판단하고(113), 판단 결과 시동 상태로 설정된 경우 시동 지연 카운터의 카운팅값을 근거로 미리 정해진 소정 시간이 경과되었는 지를 판단한다(115). 이때 단계(113)를 통해 시동 상태로 설정되지 아니한 경우 단계(117)를 통해 상기 시동 지연 카운터를 계속 카운팅한 후 단계(111)로 진행한다.

상기 단계(115)의 판단 결과 상기 시동 지연 카운터의 카운팅값을 근거로 상기 소정 시간을 경과한 경우 단계(118)를 통해 인젝터의 연료 분사가 정지되고, 이어 단계(119)를 통해 연료 펌프를 구동하여 연료 라인의 연료압이 상승된다.

상기 단계(119)를 통해 상승된 연료 라인의 연료압은 연료압 센서를 통해 측정되어 엔진 제어 유닛(31)으로 제공되고(121), 상기 엔진 제어 유닛(31)은 상기 단계(121)를 통해 공급된 연료 라인의 연료압이 목표치에 도달하였는지를 판단하고(123) 판단 결과 연료 라인의 연료압이 목표치에 도달한 경우 인젝터의 연료 분사를 실행한다(125).

이 후 상기 시동키 스위치의 스위칭 정보를 통해 오프 상태로 설정되었는 지를 판단하고(137) 판단 결과 오프 상태로 설정된 경우 본 프로그램을 종료하고, 오프 상태로 설정되지 아니한 경우 상기 단계(125)로 진행하여 연료 분사를 통해 엔진이 구동된다.

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 일반적인 자동차의 엔진 구동 장치의 구성을 보인 도이다.

도 2는 일반적인 연료 공급라인의 연료압을 보인 그래프이다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 엔진 구동 장치의 구성을 보인 도이다.

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 엔진 구동 과정을 보인 흐름도이다.

Claims (6)

1. 연료 탱크 내에 설치되어 시동키 스위치가 온 상태로 설정될 때 연료 탱크 내의 연료를 미리 정해진 임계압으로 토출하는 연료 펌프;

   시동키 스위치가 온 상태로 설정될 때 열림 제어되어 상기 연료 펌프에 의해 토출된 연료를 통과하는 연료 차단밸브;

   연료 라인의 연료압을 측정하여 엔진 제어 유닛으로 제공하는 연료압 센서; 및

   상기 연료압 센서의 연료압을 기초로 연료 라인의 연료압을 목표치로 유지하는 엔진 제어 유닛을 포함하되.

   상기 엔진 제어 유닛은,

   시동키 스위치가 온 상태로 설정된 후 소정 시간 경과되고 이어 시동 상태로 설정될 때 인젝터의 연료 분사를 정지한 후 연료 펌프를 구동하고 상기 연료압 센서로부터 제공된 연료 라인의 연료압이 목표치에 도달될 때 인젝터의 연료 분사를 실행하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 연료압의 목표치는 연료 라인의 연료압이 연료 탱크의 연료압 보다 5bar 이상 높은 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 구동 장치.
3. a) 시동키 스위치의 스위칭 정보를 수신하여 시동키 스위치가 온 상태로 설정되었는 지를 판단하고, 판단 결과 온 상태인 경우 연료 펌프의 구동으로 연료 라인의 연료압을 상승시키는 단계;

   b) 이어 연료압 신호를 수신하여 연료압이 목표치에 도달하였는지를 판단하고 판단 결과 연료압이 목표치에 도달한 경우 연료 펌프의 구동을 정지하는 단계;

   c) 이후 상기 스위칭 정보를 수신하여 시동키 스위치가 시동 상태로 설정되었는 지를 판단하고, 판단 결과 시동키 스위치가 시동 상태로 설정된 경우 시동 지연 카운터의 카운팅값을 근거로 미리 정해진 소정 시간이 경과되었는 지를 판단하고 소정 시간이 경과된 경우 인젝터의 연료 분사를 정지하는 단계; 및

   d) 연료 라인의 연료압 신호를 수신하여 연료 라인의 연료압이 미리 정해진 목표치 이상인 지를 판단하고, 목표치 이상인 경우 인젝터의 연료 분사를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 구동 방법.
4. 제3항에 있어서, b) 단계에서

   연료압이 목표치에 도달하지 아니한 경우 연료 펌프를 구동하는 a) 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 구동 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 c) 단계에서 시동키 스위치가 시동 상태로 설정되지 아니한 경우 시동 지연 카운터를 카운팅한 후 상기 스위칭 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 구동 방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 소정 시간은 시동 지연 카운터의 카운팅값이 소정값인 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 구동 방법.

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