KR100975560B1 - 가솔린 및 lpg 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및제어방법 - Google Patents

가솔린 및 lpg 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100975560B1
KR100975560B1 KR1020080071454A KR20080071454A KR100975560B1 KR 100975560 B1 KR100975560 B1 KR 100975560B1 KR 1020080071454 A KR1020080071454 A KR 1020080071454A KR 20080071454 A KR20080071454 A KR 20080071454A KR 100975560 B1 KR100975560 B1 KR 100975560B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lpg
gasoline
vehicle
fuel
ecu
Prior art date
Application number
KR1020080071454A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100010546A (ko
Inventor
임재규
최정령
권신형
김형수
김해진
Original Assignee
(주)모토닉
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)모토닉 filed Critical (주)모토닉
Priority to KR1020080071454A priority Critical patent/KR100975560B1/ko
Publication of KR20100010546A publication Critical patent/KR20100010546A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100975560B1 publication Critical patent/KR100975560B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0607Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/061Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0613Switch-over from one fuel to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

본 발명은 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캔 통신을 이용하여 외부에서 프로그램을 업데이트할 수 있으며, 연료공급제어를 다양화하여 차량의 반응 속도 및 출력을 향상시킬 수 있는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
그 기술적 구성은 차량의 상태 정보 데이터의 입력값을 출력하는 입력부, 상기 상태 정보 데이터로 엔진으로 분사되는 가솔린 및 LPG의 출력량을 기 저장된 프로그램으로 제어하는 차량 ECU(Engine Control Unit) 및 LPG ECU, 상기 차량 ECU 및 LPG ECU의 제어에 의해 연료를 엔진으로 분사하는 가솔린 연료계 및 LPG 연료계를 포함하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치에 있어서, 상기 LPG ECU는 상기 입력부의 이그니션 키에 의해 입력되는 전압을 조정하는 전압 조정기, 상기 전압 조정기에서 출력된 전압의 과전압을 감지 및 제거하는 과전압 감지기, 엔진으로 분사되는 연료를 선택하는 상기 입력값에 의해, 상기 가솔린 연료계 및 LPG 연료계와 연결 또는 해제되는 가솔린 연결제어기 및 LPG 제어기, 상기 프로그램이 내장되어 각 구성 요소를 제어하는 중앙처리장치 및 상기 LPG ECU의 외부에서 상기 중앙처리장치로 데이터를 송신할 수 있도록 구비되는 캔 버스 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080071454
LPG, 가솔린, 연료, 분사량, P.I, 듀티, PWM, 릴레이, 캔, 업데이트

Description

가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법{DEVICE AND METHOD FOR A CONTROLLING AUTOMOBILE USING BOTH GASOLINE AND LPG}
본 발명은 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, CAN 통신을 이용하여 LPG ECU에 저장된 프로그램을 재설정할 수 있으며, 다양한 제어 조건을 설정하여 차량의 상태에 맞는 제어가 가능한 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 사용되는 연료 중 LPG(Liuefied Petroleum Gas) 연료는 옥탄가가 높고 내열성이 우수하다는 특징과 연료비가 저렴하다는 장점이 있기 때문에 일부의 승용차와 승합차 등에 사용되고 있으며 대형차에도 적용시킬 예정에 있다.
상기 차량의 엔진에 공급되는 LPG 연료는 액상이며 이를 기화시키게 되면 공기와의 혼합성이 좋아 가연성이 놓기 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 점 차로 증가되고 있는 추세이다.
따라서, 가솔린 및 LPG 겸용 차량은 LPG 연료 사용이 필요한 기화기(Vaporizer)와 믹서(Mixer) 및 LPG 연료 탱크(Bomber), LPG 연료의 공급을 제어하는 솔레노이드 밸브, 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 LPG ECU(Engine Controller Unit)를 필수적으로 구비되어야 한다.
종래의 가솔린 및 LPG 겸용 차량에 있어, 시동은 가솔린 연료에 의해 수행되게 하고 가솔린 시동 후 소정의 조건이 만족되었을 때, 예를 들어 시동 후 일정시간이 경과하고, 엔진 냉각수 온도가 일정 온도 이상이 되었을 때 연료가 가솔린에서 LPG로 자동 전환되도록 구비되어 있고, 이러한 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 엔진공급 제어장치에 대한 기술은 대한민국특허출원 제1999-025086호에 잘 나타나 있다.
상기와 같은 종래의 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치는, 외부로부터 스로틀 위치 센서, 산소 센서, 및 냉각수 온도 센서 등을 입력으로 연료 전환하도록 구비되어 있고, 연료 전환시 분사되지 않는 연료 라인을 차단시키기 위한 별도의 릴레이 등이 구비되지만, LPG ECU 내에 기 저장된 프로그램에 버그, 오류 등의 문제가 발생한 경우, 고장 진단이 어려워 수리 비용이 증가하는 등의 문제점이 있었다.
즉, 종래의 LPG ECU는 고장에 대한 진단 기능이 없기 때문에, 시스템의 고장 부위를 판별하기가 용이하지 않으며, 사용자에게 고장 부위 및 진단명에 대한 정보를 줄 수 없기 때문에 A/S에 미흡한 점이 있었고, 저장된 프로그램을 업데이트하지 못하기 때문에 기능 향상 및 프로그램 버그 수정 등이 이루어질 수가 없으며, 연료 분사량 제어 로직이 다양하지 못하여 환경 규제를 만족시키지 못하고, 사용자의 조작에 따른 반응 속도가 느려지고 출력이 낮아지므로 사용자의 감성 품질을 해쳐 상품성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, LPG ECU에 기 저장된 프로그램의 버그, 오류 등이 발생하였을 경우, 캔 통신을 이용하여 업그레이드 또는 프로그램 재설치 등이 가능한 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 다른 목적은 과전압 및 솔레노이드 밸브의 신호선 단락, 개방 등의 고장을 진단하여 사용자에게 알릴 수 있도록 구비됨으로써, 고장 원인을 용이하게 찾을 수 있는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 각 입력 신호가 차량 ECU 및 LPG ECU에 분기되어 입력될 때의 노이즈, 잡음 등의 영향을 제거할 수 있는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 LPG 연료계를 이용하는 경우의 제어 로직을 구체적으로 다양화함으로써 사용자의 조작에 대응하는 차량 구동의 반응성을 증가시킬 수 있는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 상태 정보 데이 터의 입력값을 출력하는 입력부, 상기 상태 정보 데이터로 엔진으로 분사되는 가솔린 및 LPG의 출력량을 기 저장된 프로그램으로 제어하는 차량 ECU(Engine Control Unit) 및 LPG ECU, 상기 차량 ECU 및 LPG ECU의 제어에 의해 연료를 엔진으로 분사하는 가솔린 연료계 및 LPG 연료계를 포함하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치에 있어서, 상기 LPG ECU는 상기 입력부의 이그니션 키에 의해 입력되는 전압을 조정하는 전압 조정기, 상기 전압 조정기에서 출력된 전압의 과전압을 감지 및 제거하는 과전압 감지기, 엔진으로 분사되는 연료를 선택하는 상기 입력값에 의해, 상기 가솔린 연료계 및 LPG 연료계와 연결 또는 해제되는 가솔린 연결제어기 및 LPG 제어기, 상기 프로그램이 내장되어 각 구성 요소를 제어하는 중앙처리장치 및 상기 LPG ECU의 외부에서 상기 중앙처리장치로 데이터를 송신할 수 있도록 구비되는 캔 버스 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 LPG ECU는 상기 입력부에서 입력되는 산소량 데이터가 LPG ECU 또는 차량 ECU로 출력되도록 구동되는 제1 릴레이를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가솔린 연결제어기는 상기 가솔린 연료계의 가솔린 인젝터와 상기 차량 ECU를 선택적으로 연결시키는 제2 릴레이; 상기 제2 릴레이의 구동으로 상기 가솔린 인젝터와 상기 차량 ECU가 연결되지 않으면, 상기 가솔린 인젝터와 동일한 저항으로 상기 가솔린 인젝터를 대체하는 등가 저항; 상기 가솔린 펌프와 상기 차량 ECU를 선택적으로 연결시키는 제3 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 LPG 제어기는 상기 중앙처리장치의 프로그램으로 산출된 PWM 제어 신호로 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하는 솔레노이드 밸브 제어기; 상기 솔레노이드 밸브의 신호선 단락 또는 개방을 감지하여 상기 중앙처리장치로 피드백 신호를 출력하는 솔레노이드 밸브 상태 진단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 외부에서 입력되는 데이터가 LPG ECU의 중앙처리장치의 데이터와 매칭되면, 캔 통신을 이용하여 프로그램을 재설정하는 제1 단계; 상기 제1 단계에서 매칭되지 않거나 또는 재설정이 완료되면, 차량의 상태 정보를 초기화시키고, 연료를 선택하기 위한 스위치 모듈의 데이터를 입력받는 제2 단계; 상기 스위치 모듈의 데이터가 가솔린 모드인 경우, 솔레노이드 밸브를 폐쇄하고, 차량 ECU와 산소 센서, 가솔린 연료계를 연결시켜 가솔린을 이용한 연료공급제어를 실시하고, 상기 스위치 모듈의 데이터가 LPG 모드인 경우, 차량 ECU와 산소 센서, 가솔린 연료계를 해제시키고, 솔레노이드 밸브를 개방시켜 LPG를 이용한 연료공급제어를 실시하며, 상기 스위치 모듈의 데이터가 자동 모드인 경우, 감속 구간으로 진입할 때까지 상기 가솔린 모드로 제어하며, 감속 구간으로 진입한 경우, LPG 모드 제어를 실시하는 제3 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 LPG를 이용한 연료공급제어는 차량의 상태 정보가 기 설정된 냉각수 온도, 스로틀 밸브 개도량, 가속 구간, 감속 구간, 엔진 RPM 조건으로 진입할 경우, 상기 상태 정보에 따른 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 냉각수 온도가 기 설정된 온도 미만인 경우, 상기 냉각수 온도에 대응된 PWM 듀티로 연료 분사량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 스로틀 밸브 개도량은 엔진이 공회전 상태인 경우를 낮은 구간, 스 로틀 밸브 개도량이 부분적인 경우를 중간 구간, 스로틀 밸브 개도량이 최대인 경우를 높은 구간으로 설정하고, 상기 낮은 구간 및 중간 구간에서는 산소 센서의 데이터를 입력받아 비례적분(Proportional Integral) 제어로 산출된 PWM 듀티로 연료 분사량을 제어하고, 상기 높은 구간에서는 상기 엔진 RPM을 타코 신호를 통해 입력받고, 기 설정된 엔진 RPM에 대응되는 PWM 듀티로 연료 분사량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 낮은 구간의 비례적분 제어 이득(gain)은 상기 중간 구간의 비례적분 제어 이득보다 작은 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 낮은 구간에서 상기 중간 구간으로 진입하는 상기 가속 구간은 일정 시간 동안, 상기 가속 구간에 설정된 PWM 듀티로 연료 분사량을 제어하고, 상기 중간 구간에서 상기 낮은 구간으로 진입하는 상기 감속 구간은 상기 엔진 RPM이 기 설정된 기준 엔진 RPM에 도달할 때까지, 상기 감속 구간에 설정된 PMW 듀티로 연료 분사량을 제어한다.
여기서, 상기 가속 구간에 설정된 PWM 듀티는 상기 감속 구간에 설정된 PWM 듀티 보다 큰 것을 특징으로 한다.
그리고, 타코 신호를 통해 엔진 RPM 을 전달받고, 엔진 RPM이 기 설정된 최대 엔진 RPM인 경우, 연료 공급을 중단하기 위해 PWM 듀티를 0 으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 LPG를 이용한 연료공급제어는 각각 상기 상태 정보를 주기적으로 입력받아 실시되며, 상기 LPG를 이용한 연료공급제어가 실시되기 전, 이전 제어 는 해제시키는 것을 특징으로 한다..
또, 상기 LPG를 이용한 연료공급제어는 상기 스위치 모듈의 데이터가 가솔린 모드로 전환될 때까지 상기 상태 정보에 따라 반복적으로 실시되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 가솔린과 LPG를 연료로 사용하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급장치에서, 과전압 및 솔레노이드 밸브의 신호선 단락, 개방 등의 고장을 진단하여 사용자에게 알릴 수 있도록 구비됨으로써, 고장 원인을 용이하게 찾을 수 있으며, 차량 ECU가 오류로 감지할 수 있는 신호를 선택적으로 제공함으로써, 차량 ECU의 고장 진단을 최소화할 수 있으며, 각 입력 신호가 차량 ECU 및 LPG ECU에 분기되어 입력될 때의 노이즈, 잡음 등의 영향을 제거할 수 있으며, LPG ECU에 기 저장된 프로그램의 버그, 오류 등이 발생하였을 경우, 캔 통신을 이용하여 업그레이드 또는 프로그램 재설치 등이 가능하며, LPG 연료계를 이용하는 경우의 제어 로직을 구체적으로 다양화함으로써 사용자의 조작에 대응하는 차량 구동의 반응성을 증가시킬 수 있고, 연료가 전환되는 시점을 감속 구간으로 설정하여 사용자가 느끼는 연료 전환에 대한 소음 및 진동을 최소화할 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치는 입력부(10), LPG ECU(30), 출력부(50) 및 차량 ECU(70)를 포함한다.
여기서, 본 발명에 따른 연료공급 제어장치는 LPG ECU(30)만을 의미하며, 상기 LPG ECU(30)의 동작을 설명하기 위하여 입력부(10), 출력부(50) 및 차량 ECU(70)도 도시한다.
입력부(10)는 이그니션 키(11), 스위치 모듈(13), 감지수단(15), 외부장치(17)를 포함하며, 외부장치(17)를 제외한 입력부(10)의 각 구성 요소(11, 13, 15, 17)는 LPG ECU(30) 및 차량 ECU(70)와 각각 연결된다.
즉, 입력부(10)에서 감지한 차량의 각종 상태 정보를 차량 ECU(70) 뿐만 아니라, LPG ECU(30)에서도 입력받을 수 있도록 분기시켜 연결한 것이다.
상술한 입력부(10)의 구성 요소 중 이그니션 키(11)는 사용자가 엔진에 시동을 걸기 위해 키박스에 키를 삽입하여 IGN 위치로 돌린 경우, 이그니션 키(11)의 데이터로 전원이 공급됨과 동시에, 차량 시동에 대한 정보를 LPG ECU(30)와 차량 ECU(70)로 각각 알려주게 된다.
그리고, 스위치 모듈(13)은 사용자의 입력을 받는 입력 수단(13a)와 LPG 연 료 잔량 등을 사용자에게 출력하는 표시 수단(13b)로 이루어지며, 상기 입력 수단(13a)는 가솔린을 이용하여 엔진을 구동시키는 가솔린 모드, LPG를 이용하여 엔진을 구동시키는 LPG 모드, 가솔린과 LPG의 공급이 차량 상태에 따라 자동적으로 제어되는 자동 모드를 위한 각각의 스위치를 구비하고 있다.
또, 감지 수단(15)은 엔진으로 분사되는 연료량을 제어하기 위한 입력값으로써, 냉각수 온도를 감지하는 냉각수 센서(15a), 가속 페달과 연동되고, 가속 페달의 각도에 따라 공기 유량이 조절되도록 열리는 스로틀 밸브 개도량을 감지하는 스로틀 위치 센서(15b)를 포함한다.
여기서, 스로틀 위치 센서 (TPS : THROTTLE POSITION SENSOR, 15b)는 스로틀 밸브의 열림정도(개폐각도)를 스로틀보디의 스로틀축과 함께 회전하는 가변 저항의 변화에 따라 출력 전압의 변화로 읽어, LPG ECU(30) 및 차량 ECU(70)로 전송하여 연료 분사량을 제어하며, LPG ECU(30) 및 차량 ECU(70)는 스로틀 위치 센서(15b)의 출력 전압과 기관 회전수 등의 압력 신호에 따라 기관 상태를 판정하여 연료 분사량을 조절한다.
그리고, 감지 수단(15)은 타코 신호를 통해 입력되는 엔진 RPM, 공급된 연료량의 과다 여부를 체크하는 산소 센서(15c)를 포함한다.
여기서, 산소 센서(15c)는 LPG ECU(30) 및 차량 ECU(70)에서 엔진의 점화시기와 연료 분사량을 제어한 결과를 확인하기 위하여, 연소실에서 연소되고 배출되는 배출가스 중에 남아있는 산소의 양을 대기 중의 산소의 양과 비교하고, 현재 엔진에 공급되는 연료량이 이론 공연비인지 아닌지에 대한 근거를 제공한다.
또한, 외부 장치(17)는 본 발명에 따른 LPG ECU(30)에 저장된 프로그램을 캔 통신을 통하여 초기화, 수정 및 업그레이드 등과 같은 재설정을 수행할 수 있는 장치를 일컫는다.
한편, 본 발명에 따른 LPG ECU(30)는 전압 조정기(31), 과전압 감지기(32), 제1 릴레이(33), 중앙처리장치(34), 가솔린 연결제어기(35), LPG 제어기(36), 캔 버스 송신기(37)를 포함한다.
여기서, 전압 조정기(31)는 이그니션 키에 의해 공급된 전원의 전압을 조정하고, 과전압 감지기(32)는 상기 전압 조정기(31)를 통해 출력되어 상기 중앙처리장치(34)로 입력되는 전압이 과전압인지에 대한 진단을 실시하고, 이를 방지하기 위하여 구비된다.
또한, 제1 릴레이(33)는 산소 센서(15c)를 LPG ECU(30) 또는 차량 ECU(70)로 연결시켜 주기 위해 구비되는데, 그 이유는 연료공급제어가 LPG 모드인 경우, 산소 센서(15c)의 출력이 차량 ECU(70)으로도 출력되면, 차량 ECU(70)에서는 가솔린 연료를 공급하지 않는 상태이므로, 이를 오류로 판단할 수 있고, 이에 따라 차량 ECU(70)에서는 고장으로 판단할 수 있기 때문이다.
따라서, 제1 릴레이(33)는 산소 센서(15c)와 LPG ECU(30)의 중앙처리장치(34) 사이, 산소 센서(15c)와 차량 ECU(70) 사이에 연결되어, 가솔린 모드에는 산소 센서(15c)와 LPG ECU(30)의 중앙처리장치(34)의 연결을 해제시키며, 반대로 LPG 모드에는 산소 센서(15c)와 차량 ECU(70)의 연결을 해제시킨다.
그리고, 상기 스위치 모듈(13)의 출력 데이터, 감지 수단(15)의 각각의 출력 데이터가 차량 ECU(70), LPG ECU(30)로 각각 분기되어 입력되므로, 신호 분기에 따른 노이즈, 간섭 등이 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 이를 방지하기 위하여, 스위치 모듈(13), 감지 수단(15)의 분기선에 임피던스를 높게 설정하여 신호를 방해하는 요소를 최소화하고, 이에 따라 노이즈, 간섭 등에 의한 제어 오류를 최소화하고자 한다.
다시 말하면, 스위치 모듈(13)과 감지 수단(15)의 각각의 출력 데이터가 병렬로 차량 ECU(70)로도 입력되고, LPG ECU(30)로도 입력되기 때문에, 신호 분기에 따른 잡음이 발생할 수 있고, 이를 줄이기 위해 저항을 최대화시키면 전류가 줄어들어 신호를 방해하는 요소를 최소화시킬 수 있는 것이다.
또, 캔 버스 송신기(37)는 중앙처리장치(34)와 외부 장치(17)를 캔 통신으로 연결하여 외부 장치(17)의 데이터를 중앙처리장치(34)로 입력시키고, 기 내장된 프로그램의 오류, 버그 등을 수정하거나, 또는 제어 로직에 따른 프로그램을 업그레이드하는 등의 재설정을 가능케한다.
더불어, 가솔린 연결제어기(35)는 제2 릴레이(35a), 등가 저항(35b), 제3 릴레이(35c)를 포함하여 구성되며, 차량 ECU(70)와 가솔린 연료계(51)를 연결 또는 연결해제되도록 구비된다.
여기서, 제2 릴레이(35a) 및 제3 릴레이(35c)는 중앙처리장치(34)와 가솔린 연료계(51)를 연결하거나 또는 등가 저항(35b)을 연결하도록 구동되며, LPG 모드인 경우에는 차량 ECU(70)가 가솔린 연료계(51)를 제어하지 않아도 되므로 이의 연결을 해제시키고, 가솔린 모드인 경우에는 차량 ECU(70)가 가솔린 연료계(51)를 제어 해야 하므로 이를 연결시키도록 구동된다.
그리고, 등가 저항(35b)은 제2 릴레이(35a)에 연결되어 LPG 모드인 경우, 차량 ECU(70)가 가솔린 연료계(51)와의 연결 해제를 감지하지 못하도록, 상기 가솔린 연료계(51)의 가솔린 인젝터(51a)와 동일한 저항값을 가지는 저항 소자로 구비된다.
그 이유는, 차량 ECU(70)는 가솔린 인젝터(51a)와 연결 해제를 감지하면, 이를 고장으로 간주하여 오류가 발생할 수 있기 때문에, 가솔린 인젝터(51a)와 동일한 저항을 가지는 등가 저항(35b)으로 대체하여 연결하는 것이다.
상술한 제3 릴레이(35c)는 가솔린 펌프(51b)와 중앙처리장치(34) 간에 연결되어, LPG 모드인 경우에는 릴레이를 오프시켜 연결을 해제시키고, 가솔린 모드인 경우에는 릴레이를 온시켜 차량 ECU(70)와 가솔린 펌프(51b)를 연결한다.
한편, LPG 제어기(36)는 LPG 연료계(53)를 제어하여 엔진으로 분사되는 LPG 양을 조절하기 위해 구비되며, 솔레노이드 밸브 제어기(36a)와 솔레노이드 밸브 상태 진단기(36b)를 포함한다.
여기서, 솔레노이드 밸브 제어기(36a)는 중앙처리장치(34)에서 출력된 PWM 듀티에 따른 연료량에 대응된 PWM 신호를 솔레노이드 밸브(53)로 전달하도록 구비되고, 솔레노이드 밸브 상태 진단기(36b)는 각각의 솔레노이드 밸브의 개폐상태(OPEN, SHORT)를 정상 또는 고장 상태를 감지하여 중앙처리장치(34)로 피드백하기 위해 구비된다.
이때, 솔레노이드 밸브 상태 진단기(36b)는 솔레노이드 밸브(53)의 개방 또 는 단락을 감지하도록 구비되며, 솔레노이드 밸브(53)가 개방, 단락된 경우 이에 대한 고장 데이터를 사용자에게 출력하는 것도 바람직하다.
상기 솔레노이드 밸브 상태 진단기(36b)로 입력되는 신호에 의해 주기적으로 학습을 하게 되고, 신호선이 단락되었는지 또는 개방되었는지를 중앙처리장치(34)에서 진단할 수 있도록, 감지값을 중앙처리장치(34)로 출력한다.
또한, 출력부(50)는 가솔린 연료계(51)와 LPG 연료계(53)를 포함하여 이루어지며, 가솔린 연료계(51)는 가솔린 인젝터(51a)와 가솔린 펌프(51b)를 포함하며, LPG 연료계(53)는 솔레노이드 밸브(53)를 포함한다.
여기서, 가솔린 연료계(51)는 스위치 모듈(13)의 출력 데이터가 가솔린 모드인 경우 차량 ECU(70)에서 제어하며, LPG ECU(30)는 입력부(10)를 통해 가솔린 연료계(51)와 차량 ECU(70)간의 연결만을 담당할 뿐, 가솔린 연료계(51)를 제어하지는 않는다.
또, 가솔린 펌프(51b)는 가솔린 인젝터(51a)가 엔진으로 분사하는 연료를 공급해주기 위해 구비되고, 제3 릴레이(35c)와 연결되어 가솔린 모드인 경우에는 LPG ECU(30)를 통하여 차량 ECU(70)와 연결되며, LPG 모드인 경우에는 상기 연결이 해제된다.
더불어, LPG 연료계(53)는 솔레노이드(53a)를 포함하여 이루어지는데, 상기 다수개의 솔레노이드(53a) 중 하나는 솔레노이드 밸브 제어기(36a)에서 연료분사량 제어를 위한 PWM 신호를 받아 개폐가 조절된다.
즉, 솔레노이드 밸브(53)는 LPG 엔진의 시동성을 좋게 하기 위하여, 감지 수 단(15)의 각 출력 데이터에 근거하여 액상 또는 기상 LPG이 차단 또는 공급되도록 개폐된다.
따라서, 본 발명에 따른 연료공급 제어장치는 캔 통신을 통해 프로그램의 버그, 오류 수정 또는 업그레이드와 같은 재설정이 가능하며, 솔레노이드 밸브의 개방 및 단락을 진단할 수 있는 소자를 사용할 수 있고, 과전압 감지기를 이용하여 LPG ECU로 입력되는 과전압을 감지 및 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 본 발명에 따른 가솔린 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법은 이그니션 키가 온되어 전원 공급 및 엔진 구동이 되는 상태인지의 여부를 파악하며 시작된다(S10).
상기 단계(S10)에서 이그니션 키의 온으로 배터리의 전원이 각 구성 요소로 전달되어 공급되고 나면, 캔 통신을 이용하여 LPG ECU에 기 저장된 프로그램을 수정 또는 업그레이드와 같은 재설정을 할 것인지의 여부를 묻는다(S11).
여기서, 재설정을 위해 캔 버스 송신기를 통하여 외부 장치와 중앙처리장치가 연결되면, 외부 장치는 캔 버스 송신기로 캔 ID, 데이터 ID를 송신하고, 중앙처리장치에서는 상기 캔 ID, 데이터 ID가 매칭이 되는지를 확인한다.
그리고 나서, 중앙처리장치의 확인 결과, 캔 ID, 데이터 ID가 매칭된 경우에는 사용자가 원하는 프로그램을 입력하거나, 프로그램의 업그레이드 또는 프로그램의 오류 및 버그 수정 등의 재설정을 실시할 수 있다(S13).
상기 단계(S11)에서 캔 통신 송신기를 통하여 외부 입력이 없거나 또는 캔 ID, 데이터 ID가 매칭되지 않는 경우, 중앙처리장치에서는 사용자가 재설정을 원하는 경우로 판단하고, 연료공급 제어방법을 실시하기 위해 감지 수단 내의 모든 입력값들을 초기화(예컨데, RESET(0))시킨다(S15).
그리고, LPG ECU에서는 사용자가 입력부를 통해 설정한 모드(입력부 데이터)를 스위치 모듈로부터 읽어들이며(S19), 사용자가 설정한 모드에 따라 각각의 제어 로직으로 진입한다.
우선, 가솔린 모드로 설정된 경우에는(S20), LPG 연료계가 필요치 않으므로 솔레노이드 밸브를 모두 폐쇄시키고, 제1 릴레이, 제2 릴레이, 제3 릴레이를 구동시켜 차량 ECU와 산소 센서, 가솔린 연료계를 연결시킨다(S23).
그리고 나서, 가솔린 연료공급제어를 실시하는데(S25), 가솔린 연료공급제어는 본 발명에 따른 제어방법이 아니므로 상세히 기술하지는 않는다.
한편, LPG 모드로 설정된 경우에는(S30), 가솔린 연료계가 필요치 않으므로 제1 릴레이, 제2 릴레이, 제3 릴레이를 구동시켜 차량 ECU와 산소 센서, 가솔린 연료계를 해제시킨다(S31).
또, LPG를 엔진으로 공급하는 솔레노이드 밸브를 개방시키고(S33), 감지 수단에서 받은 각 입력값에 따라 듀티를 산출하고, 연료 분사량을 제어하기 위한 PWM 제어를 실시하여 LPG 연료 공급을 제어한다(S35).
더불어, 자동 모드인 경우에는(S40), 차량의 상태에 따라 연료를 가솔린으로 사용해야 할 것인지 또는 LPG로 사용해야 할 것인지를 판단하기 위해, 우선 상기 감지 수단의 각 입력값이 초기값(예컨데, RESET 상태(0))인지를 판단한다(S41).
그 이유는, 자동 모드에서는 엔진이 구동될 때에는 가솔린 모드로 제어하고, 감속 구간에서 LPG 모드로 변경되는 로직을 가지고 있기 때문에, 각 입력값이 초기값인 경우에는 가솔린 모드로 진입시키고(S43), 각 입력값이 초기값이 아닌 경우에는 LPG 연료공급제어(S35) 단계로 진입시킨다.
그리고 나서, 각 입력값이 초기값인 경우 가솔린 모드 제어(S43)가 완료되면, 입력값을 업데이트하여(S45) 감속 구간에 진입했는지의 여부를 확인한다(S47).
그 이유는, 감속 구간에서는 관성에 의하여 사용자에게 전해지는 진동이 크기 때문에, 연료 공급원을 변경할지라도 사용자가 느끼는 체감 변경도는 최소화될 수 있기 때문이다.
따라서, 감속 구간(S47)에 진입한 경우, LPG 모드로 구동될 수 있도록 상기 단계(S31)로 복귀하여 본 발명에 따른 연료공급제어를 실시하고, 감속 구간(S47)에 진입하지 못한 경우, 감속 구간에 진입할 때까지 가솔린 모드로 제어하는 것이다.
여기서, 가솔린 모드는 단계(S21, S23, S25)를 모두 포함한 제어 로직을 의미하며, LPG 모드는 단계(S31, S33, S35)를 모두 포함한 제어 로직을 의미하고, 자동 모드는 단계(S41, S43, S45, S47)를 모두 포함한다.
따라서, 상기 단계(S41)에서 각 입력값이 초기값인 경우에는, 솔레노이드 밸브 폐쇄(S21), 차량 ECU와 산소 센서, 가솔린 연료계의 연결(S23)과 같은 설정이 요구되기 때문에 가솔린 모드(S21, S23, S25)로 제어하는 것이며, 상기 단계(S41)의 각 입력값이 초기값이 아닌 경우에는, 감속 구간(S47)을 거쳐 단계(S31, S33)의 설정이 완료된 상태이므로, LPG 연료공급제어(S35) 단계로 바로 진입할 수 있는 것이다.
더불어, 본 발명에 따른 연료공급 제어방법은 이그니션이 오프될 때까지(S50) 상기 단계(S20)로 복귀하여 연료공급 제어를 실시하며, 도 2에서만 가솔린 모드, LPG 모드, 자동 모드가 종속적으로 표기되었을 뿐, 각 모드는 독립적으로 구동되는 로직이며, 이에 따라 예를 들어 상기 단계(S19)에서 입력부 데이터가 LPG 모드인 경우에는, 가솔린 모드(S20)를 거치지 않고도 바로 LPG 모드(30)로 진입할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 연료공급 제어방법에 따르면, LPG ECU에 펌 웨어 오류가 발생되어 오작동되는 경우, 외부 장치를 캔 통신으로 연결하여 간단히 오류를 수정할 수 있으며, 업그레이드가 요구되는 경우, LPG ECU 자체를 교체하지 않고도 용이한 품질 향상이 가능해진다.
도 3은 본 발명에 따른 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법 중 LPG 연료공급 제어방법을 상세히 도시한 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 단계(S35)의 본 발명에 따른 가솔린 연료공급제어를 상세히 설명한다.
우선, 냉각수 온도가 40℃ 이상인지의 여부를 확인하며 시작된다(S35-1).
여기서, 냉각수 온도가 적정 온도(본 실시예에서는 40℃, 이는 지역별, 차종별로 변경가능)보다 낮은 상태에서 엔진이 구동하는 것을 냉간 시동이라 하며, 낮은 온도를 빠른 시간 내에 올리기 위해서는 엔진 RPM이 증가하게 된다.
반대로, 냉각수 온도가 적정 온도 보다 높은 상태에서 엔진이 구동하는 것을 난기 시동이라 하며, 이와 같은 경우에는 엔진 RPM을 증가시키지 않아도 된다.
따라서, 냉각수 온도에 따라 각각 다른 제어가 요구되며, 냉간 시동이 걸린 경우에는, 중앙처리장치에 기 내장된 냉각수 온도에 대응되는 PWM 듀티로 연료 분사량을 제어하게 된다(S35-1a).
여기서, 냉각수 온도를 구간별로 나누어 PWM 듀티가 기 설정되어 있으며, 온도가 낮아질수록 듀티값은 비선형적으로 증가하여 엔진의 회전수를 빠르게 제어한다.
또, 상기 단계(S35-1)에서 냉간 시동이 아닌 경우, 난기 시동을 위하여 스로틀 위치 센서를 이용한 스로틀 개도량에 따른 제어 또는 가속 구간 및 감속 구간에 따른 제어 또는 엔진 RPM이 최대인 경우의 제어를 실시하게 되며, 각각의 제어는 독립적으로 구동된다.
따라서, 각 단계의 제어를 실시할 조건(이벤트)가 발생하면, 상기 조건을 주기적으로 감지하기 때문에, 바로 각 단계의 제어로 진입할 수 있다.
각각의 제어를 도면 부호에 따라 순차적으로 설명하면, 상기 스로틀 개도량이 낮은 구간으로 진입한 경우(S35-2), 산소 센서에서 산소량을 피드백 받아 P.I(비례적분) 제어를 실시하고, 이에 따라 산출된 듀티(%)로 PWM 듀티 및 제어신호를 LPG 제어기를 통해 솔레노이드 밸브 중 하나의 밸브로 전달하게 되는 것이다(S35-2a).
여기서, 본 발명의 연료공급 제어방법은 모두 LPG ECU의 중앙처리장치에 내 장된 프로그램에 의해 처리되며, 이에 따라 상기 단계(S35-2a)에서는 PWM 듀티 및 제어신호만을 LPG 제어기로 출력한다.
상기 단계(S35-2a)의 제어를 실시하다가, 다른 단계의 제어를 실시할 조건이 발생되면, 다른 단계로 진입할 수 있다.
또, 스로틀 개도량이 중간 구간으로 진입한 경우(S35-3)에도 상기 단계(S35-2a)와 마찬가지로, 산소 센서에서 산소량을 피드백 받아 P.I(비례적분) 제어를 실시하고, 이에 따라 산출된 듀티(%)로 PWM 듀티 및 제어신호를 LPG 제어기를 통해 솔레노이드 밸브 중 하나의 밸브로 전달하게 된다(S35-3a).
단, 스로틀 개도량이 낮은 구간과 중간 구간의 비례적분 제어에서의 이득(gain)은 다르게 설정되며, 낮은 구간에서의 이득이 중간 구간에서의 이득보다 작은 것이 바람직하다.
그리고, 스로틀 개도량이 높은 구간으로 진입한 경우(S35-4)에는 타코 신호에서 엔진 RPM 신호를 받아, 중앙처리장치에 기 저장된 프로그램 중 엔진 RPM에 대응하는 PWM 듀티로 제어신호를 LPG 제어기를 통해 솔레노이드 밸브 중 하나의 밸브로 전달함으로써, 연료분사량을 제어하게 된다(S35-4a).
더불어, 가속 구간인 경우에는(S35-5)에는, 기 설정된 PWM 듀티값을 적용하여 연료 분사량을 제어하며(S35-5a), 일정 시간 동안 상기 PWM 듀티값에 따른 연료 분사량이 출력되도록 한다(S35-5b).
여기서, 본 발명에서 가속 구간은 스로틀 개도량이 낮은 구간에서 중간 구간으로 진입되는 경우를 의미하며, 중간 구간에서 높은 구간으로 진입되는 경우를 더 포함할 경우, 상기 PWM 듀티값은 각각 설정되는 것이 바람직하다.
반대로, 감속 구간인 경우에는(S35-6), 기 설정된 PWM 듀티값을 적용하여 연료 분사량을 제어하며(S35-6a), 감속 구간에 설정된 기준 엔진 RPM으로 현재 엔진 RPM이 내려갈 때까지 상기 PWM 듀티값에 따른 연료 분사량이 출력되도록 한다(S35-6b).
이때, 감속 구간은 스로틀 개도량이 중간 구간에서 낮은 구간으로 진입되는 경우를 의미하며, 높은 구간에서 중간 구간으로 진입되는 경우를 더 포함할 경우, 상기 PWM 듀티값은 각각 설정되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 가속 구간의 PWM 듀티는 감속 구간의 PWM 듀티 보다 높게 설정되는 것이 바람직하다.
덧붙여서, 엔진 RPM이 최대치(max)인 경우(S35-7), 연료 분사를 정지시키도록 PWM 듀티를 0 으로 설정하며(S35-7a), 이에 따라 연료 공급이 중단되게 된다.
마지막으로, 가솔린 연료공급제어를 종료시키는 조건, 즉 입력부 데이터가 가솔린 모드로 변경된 경우인지를 체크하고(S35-8), 가솔린 모드가 아닌 경우에는 LPG 모드 또는 자동 모드이므로, 본 발명에 따른 연료공급 제어방법을 계속적으로 실시하기 위해 상기 단계(S35-1)로 복귀한다.
여기서, 자동 모드에서 LPG 모드로 진입한 경우에는 다시 가솔린 모드로 변경되지 않으므로, 가솔린 모드인지의 여부만을 체크해도 종료 조건을 만족할 수 있다.
본 발명의 가솔린 연료공급제어는 다양한 제어 단계가 마련되기 때문에, 사 용자가 가속 페달을 밟았을 때, 차량은 상기 제어 단계에 따라 연료분사량이 조절되어 연비를 개선시킬 수 있으며, 차량의 반응 속도 및 민감도가 증가하여 사용자가 느끼는 감성 품질도 높아질 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법 중 듀티 산출법에 관한 도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스로틀 개도량이 낮은 구간, 중간 구간에서는 산소 센서를 이용하여 듀티를 계산한다.
즉, 산소 센서 상태가 농후(RICH)하고 이전 산소 센서 상태가 희박(LEAN)했다면, PWM 출력 듀티값은 현재 PWM 출력 듀티값 - P(이득)1 이 되는 것이다.
또한, 산소 센서 상태가 농후하고, 이전 산소 센서 상태가 농후했다면 PWM 출력 듀티값은 현재 PWM 출력 듀티값 - I(이득)1 이 된다.
한편, 산소 센서 상태가 희박하고, 이전 산소 센서 상태가 농후했다면, PWM 출력 듀티값은 현재 PWM 출력 듀티값 + P(이득)2 가 되며, 산소 센서 상태가 희박하고, 이전 산소 센서 상태도 희박했다면 PWM 출력 듀티값은 현재 PWM 출력 듀티값 + I(이득)2 가 된다.
여기서, P(이득)은 x(%)라 하고, I(이득)은 y(%/s)로 정의한다.
한편, 스로틀 개도량이 높은 구간인 경우에는, 엔진 RPM에 따른 듀티 테이블을 호출하여 사용하는데, 상기 PWM 출력(x)를 이용한다.
또한, 가속 구간에서는 PWM 출력은 x 이며, 감속 구간은 현재 엔진 RPM 이 연료 컷 기준 RPM 보다 큰 경우이며, 상기와 같은 조건이 유지되는 동안에는 상기 가속 구간과 마찬가지로 PWM 출력은 상기 x 값을 유지한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법 중 LPG 연료공급 제어방법을 상세히 도시한 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법 중 듀티 산출법에 관한 도.
<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 간단한 설명>
10: 입력부 11: 이그니션 키
13: 스위치 모듈 13a: 입력 수단
13b: 표시 수단 15: 감지 수단
15a: 냉각수 센서 15b: 스로틀 위치 센서
15c: 산소 센서 17: 외부 장치
30: LPG ECU 31: 전압 조정기
32: 과전압 감지기 33: 제1 릴레이
37: 캔 버스 송신기 34: 중앙처리장치
35: 가솔린 연결제어기 35a: 제2 릴레이
35b: 등가 저항 35c: 제3 릴레이
36: LPG 제어기 36a: 솔레노이드 밸브
36b: 솔레노이드 밸브 진단기 50: 출력부
51: 가솔린 연료계 51a: 가솔린 인젝터
51b: 가솔린 펌프 53: LPG 연료계
53a: 솔레노이드 밸브 70: 차량 ECU

Claims (14)

  1. 차량의 상태 정보 데이터의 입력값을 출력하는 입력부, 상기 상태 정보 데이터로 엔진으로 분사되는 가솔린 및 LPG의 출력량을 기 저장된 프로그램으로 제어하는 차량 ECU(Engine Control Unit) 및 LPG ECU, 상기 차량 ECU 및 LPG ECU의 제어에 의해 연료를 엔진으로 분사하는 가솔린 연료계 및 LPG 연료계를 포함하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치에 있어서,
    상기 LPG ECU는 상기 입력부의 이그니션 키에 의해 입력되는 전압을 조정하는 전압 조정기, 상기 전압 조정기에서 출력된 전압의 과전압을 감지 및 제거하는 과전압 감지기, 엔진으로 분사되는 연료를 선택하는 상기 입력값에 의해, 상기 가솔린 연료계 및 LPG 연료계와 연결 또는 해제되는 가솔린 연결제어기 및 LPG 제어기, 상기 프로그램이 내장되어 각 구성 요소를 제어하는 중앙처리장치 및 상기 LPG ECU의 외부에서 상기 중앙처리장치로 데이터를 송신할 수 있도록 구비되는 캔 버스 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 LPG ECU는 상기 입력부에서 입력되는 산소량 데이터가 LPG ECU 또는 차량 ECU로 출력되도록 구동되는 제1 릴레이
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가솔린 연결제어기는
    상기 가솔린 연료계의 가솔린 인젝터와 상기 차량 ECU를 선택적으로 연결시키는 제2 릴레이;
    상기 제2 릴레이의 구동으로 상기 가솔린 인젝터와 상기 차량 ECU가 연결되지 않으면, 상기 가솔린 인젝터와 동일한 저항으로 상기 가솔린 인젝터를 대체하는 등가 저항;
    상기 가솔린 펌프와 상기 차량 ECU를 선택적으로 연결시키는 제3 릴레이
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 LPG 제어기는
    상기 중앙처리장치의 프로그램으로 산출된 PWM 제어 신호로 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하는 솔레노이드 밸브 제어기;
    상기 솔레노이드 밸브의 신호선 단락 또는 개방을 감지하여 상기 중앙처리장치로 피드백 신호를 출력하는 솔레노이드 밸브 상태 진단기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어장치.
  5. 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 외부에서 입력되는 데이터가 LPG ECU의 중앙처리장치의 데이터와 매칭되면, 캔 통신을 이용하여 프로그램을 재설정하는 제1 단계;
    상기 제1 단계에서 매칭되지 않거나 또는 재설정이 완료되면, 차량의 상태 정보를 초기화시키고, 연료를 선택하기 위한 스위치 모듈의 데이터를 입력받는 제2 단계;
    상기 스위치 모듈의 데이터가 가솔린 모드인 경우, 솔레노이드 밸브를 폐쇄하고, 차량 ECU와 산소 센서, 가솔린 연료계를 연결시켜 가솔린을 이용한 연료공급제어를 실시하고,
    상기 스위치 모듈의 데이터가 LPG 모드인 경우, 차량 ECU와 산소 센서, 가솔린 연료계를 해제시키고, 솔레노이드 밸브를 개방시켜 LPG를 이용한 연료공급제어를 실시하며,
    상기 스위치 모듈의 데이터가 자동 모드인 경우, 감속 구간으로 진입할 때까지 상기 가솔린 모드로 제어하며, 감속 구간으로 진입한 경우, LPG 모드 제어를 실시하는 제3 단계
    를 포함하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 LPG를 이용한 연료공급제어는
    차량의 상태 정보가 기 설정된 냉각수 온도, 스로틀 밸브 개도량, 가속 구간, 감속 구간, 엔진 RPM 조건으로 진입할 경우, 상기 상태 정보에 따른 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 냉각수 온도가 기 설정된 온도 미만인 경우, 상기 냉각수 온도에 대응된 PWM 듀티로 연료 분사량을 제어하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 스로틀 밸브 개도량은 엔진이 공회전 상태인 경우를 낮은 구간, 스로틀 밸브 개도량이 부분적인 경우를 중간 구간, 스로틀 밸브 개도량이 최대인 경우를 높은 구간으로 설정하고,
    상기 낮은 구간 및 중간 구간에서는 산소 센서의 데이터를 입력받아 비례적분(Proportional Integral) 제어로 산출된 PWM 듀티로 연료 분사량을 제어하고,
    상기 높은 구간에서는 상기 엔진 RPM을 타코 신호를 통해 입력받고, 기 설정된 엔진 RPM에 대응되는 PWM 듀티로 연료 분사량을 제어하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 낮은 구간의 비례적분 제어 이득(gain)은 상기 중간 구간의 비례적분 제어 이득보다 작은 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 낮은 구간에서 상기 중간 구간으로 진입하는 상기 가속 구간은 일정 시간 동안, 상기 가속 구간에 설정된 PWM 듀티로 연료 분사량을 제어하고,
    상기 중간 구간에서 상기 낮은 구간으로 진입하는 상기 감속 구간은 상기 엔진 RPM이 기 설정된 기준 엔진 RPM에 도달할 때까지, 상기 감속 구간에 설정된 PMW 듀티로 연료 분사량을 제어하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가속 구간에 설정된 PWM 듀티는 상기 감속 구간에 설정된 PWM 듀티 보다 큰 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
  12. 청구항 6에 있어서,
    타코 신호를 통해 엔진 RPM 을 전달받고, 엔진 RPM이 기 설정된 최대 엔진 RPM인 경우, 연료 공급을 중단하기 위해 PWM 듀티를 0 으로 설정하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
  13. 청구항 6 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LPG를 이용한 연료공급제어는 각각 상기 상태 정보를 주기적으로 입력받아 실시되며, 상기 LPG를 이용한 연료공급제어가 실시되기 전, 이전 제어는 해제시키는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
  14. 청구항 6 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LPG를 이용한 연료공급제어는 상기 스위치 모듈의 데이터가 가솔린 모드로 전환될 때까지 상기 상태 정보에 따라 반복적으로 실시되는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 LPG 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
KR1020080071454A 2008-07-23 2008-07-23 가솔린 및 lpg 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및제어방법 KR100975560B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080071454A KR100975560B1 (ko) 2008-07-23 2008-07-23 가솔린 및 lpg 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080071454A KR100975560B1 (ko) 2008-07-23 2008-07-23 가솔린 및 lpg 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100010546A KR20100010546A (ko) 2010-02-02
KR100975560B1 true KR100975560B1 (ko) 2010-08-13

Family

ID=42085158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080071454A KR100975560B1 (ko) 2008-07-23 2008-07-23 가솔린 및 lpg 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100975560B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102748145B (zh) * 2012-07-25 2015-01-07 镇江恒驰科技有限公司 一种利用can总线控制柴油-替代燃料发动机的方法
KR101375910B1 (ko) * 2012-12-27 2014-03-18 주식회사 현대케피코 이그니션 키전압 파형 발생장치 및 전자제어장치 시뮬레이션 시스템
CN109557899B (zh) * 2018-11-05 2021-04-27 上海钧嵌传感技术有限公司 一种基于can总线的车用比例阀压力控制器及通信方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100359411B1 (ko) 2000-02-25 2002-11-07 (주)모토닉 작동 연료 급유 자동절환 제어 장치
KR100580573B1 (ko) 2004-10-07 2006-05-16 씨멘스 오토모티브 주식회사 엘피지 및 가솔린 겸용 차량의 연료 전환 장치 및 방법
KR20060094309A (ko) * 2005-02-24 2006-08-29 코리아가스콘트롤스 주식회사 자동차 연료전환장치를 제어하는 제어장치 및 제어방법
KR100647728B1 (ko) 2004-10-20 2006-11-23 씨멘스 오토모티브 주식회사 엘피지/씨엔지 인터페이스 박스의 가스 인젝션 구동 오류방지장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100359411B1 (ko) 2000-02-25 2002-11-07 (주)모토닉 작동 연료 급유 자동절환 제어 장치
KR100580573B1 (ko) 2004-10-07 2006-05-16 씨멘스 오토모티브 주식회사 엘피지 및 가솔린 겸용 차량의 연료 전환 장치 및 방법
KR100647728B1 (ko) 2004-10-20 2006-11-23 씨멘스 오토모티브 주식회사 엘피지/씨엔지 인터페이스 박스의 가스 인젝션 구동 오류방지장치
KR20060094309A (ko) * 2005-02-24 2006-08-29 코리아가스콘트롤스 주식회사 자동차 연료전환장치를 제어하는 제어장치 및 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100010546A (ko) 2010-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7661409B2 (en) Operating method and device for a gas-operated internal combustion engine
JP2716438B2 (ja) 内燃機関における操作部材の定量的チエツク用診断方法及び装置
JP4415912B2 (ja) エンジン制御システム
US7991538B2 (en) Method for operating a fuel system
US9567918B2 (en) Bi-fuel control systems for automotive vehicles and related methods
US20090314071A1 (en) Abnormality diagnosis apparatus for internal combustion engine
US8725391B2 (en) Method for identifying an error function and in particular a drift of a rail pressure sensor in a common rail injection system
US20120310509A1 (en) Dual fuel engine system
US6135085A (en) Control apparatus for use in internal combustion engine
US6836722B2 (en) Method and system for diagnosing a failure of a rear oxygen sensor of a vehicle
KR100975560B1 (ko) 가솔린 및 lpg 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및제어방법
GB2328714A (en) Automotive diagnostic apparatus allowing manual control of electronically controlled fuel injectors
KR100852600B1 (ko) 가솔린 및 엘피지 겸용 자동차의 엔진 구동 장치 및 방법
JP4717108B2 (ja) 内燃機関の制御装置
KR20070019909A (ko) 엘피아이 자동차의 고장 진단 방법
AU2012358130A1 (en) Method and device for controlling the fuel supply of an internal combustion engine operated with liquefied gas
KR20060122550A (ko) 엘피아이 차량의 가스 인젝터 제어 장치 및 방법
JP4567534B2 (ja) 車両の制御装置
JP7022256B2 (ja) 車両診断方法、車両診断システム及び外部診断装置
KR100664371B1 (ko) 엘피아이 차량의 고장 진단 방법
JP2010038143A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2004346819A (ja) 燃料噴射量の自動校正方法
KR100663618B1 (ko) 엘피아이 차량의 연료압 제어 장치 및 방법
US6196205B1 (en) Fuel control system for gas-operated engines
KR100663619B1 (ko) 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130724

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140730

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150730

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160728

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee