KR101018964B1 - 바이-퓨얼(ｂｉ-ｆｕｅｌ) 시스템 및 바이-퓨얼(ｂｉ-ｆｕｅｌ) 시스템의 연료변경 제어 방법 - Google Patents

바이-퓨얼(ｂｉ-ｆｕｅｌ) 시스템 및 바이-퓨얼(ｂｉ-ｆｕｅｌ) 시스템의 연료변경 제어 방법 Download PDF

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Abstract

연료변경 요청 시에 효율적인 시점에 연료변경을 적용하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템 및 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템의 연료변경 제어 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템의 연료변경 제어 방법은, 가스연료 또는 액체연료를 이용한 구동 중에 연료변경이 요청되면, 상기 가스연료 또는 상기 액체연료를 분사 중인 인젝터의 분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하는 단계와, 상기 완료시점에 도달하면, 상기 연료변경 요청에 따라 변경된 상기 액체연료 또는 상기 가스연료를 해당 인젝터를 통해 분사하도록 상기 해당 인젝터를 제어하는 단계를 포함한다.
바이-퓨얼, BI-FUEL, 연료변경

Description

바이-퓨얼(ＢＩ-ＦＵＥＬ) 시스템 및 바이-퓨얼(ＢＩ-ＦＵＥＬ) 시스템의 연료변경 제어 방법 {BI-FUEL SYSTEM AND FUEL SWICHING CONTROL METHOD}
본 발명은 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템의 연료변경 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료변경 요청 시에 효율적인 시점에 연료변경을 적용하기 위한 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템 및 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템의 연료변경 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 연료로서 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)는 가솔린보다 가격이 저렴하고, 가스 상태이기 때문에 각 실린더의 연료 분배가 균일하며, 배기가스도 가솔린에 비해 상대적으로 깨끗하여 환경면에서도 장점을 가지고 있다. 또한 압축 천연가스를 자동차 연료로서 사용할 때, 그 옥탄가가 높기 때문에 노킹이 거의 발생하지 않으며, 윤활유의 손실이 적고 워밍업도 빠른 장점이 있다. 이와 같이 가솔린에 비해 상대적으로 많은 장점이 있는 압축 천연가스는 택시 및 버스를 포함하는 영업용 자동차의 연료로 널리 사용되고 있는 실정이다.
이와 관련하여, 제한적으로 허가된 차량에 한하여 압축 천연가스와 가솔린을 연료로 함께 사용할 수 있는 압축 천연가스/가솔린 겸용 차량이 있으며, 이러한 겸 용 차량은 압축 천연가스와 가솔린 중 어느 하나를 선택적으로 이용하기 위한 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템이 채택하고 있다.
이처럼, 종래의 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템은, 각 연료(압축 천연가스/가솔린)를 공급하기 위한 모듈 별로 구분되는 각 인젝터를 구비하고 있고, 사용자의 연료변경 선택 또는 공급하고 있는 연료의 부족으로 인한 차량으로부터의 연료변경에 따라, 현재 공급하는 연료의 분사를 중단하고 다른 연료의 분사를 개시하게 된다.
하지만, 이러한 종래의 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템은, 연료변경 시에 현재 분사중인 연료와 변경될 연료의 충돌의 염려를 안고 있으며, 연료변경 시에 변경될 연료의 특성을 고려한 추가적인 연료 분사 보정량 등을 계산하기 위한 충분한 시간이 확보되지 않아, 효과적인 연료변경의 장애를 갖고 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은 가스연료 또는 액체연료를 이용한 구동 중에 연료변경이 요청되면, 상기 가스연료 또는 상기 액체연료를 분사 중인 인젝터의 분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하는 단계와, 상기 완료시점에 도달하면, 상기 연료변경 요청에 따라 변경된 상기 액체연료 또는 상기 가스연료를 해당 인젝터를 통해 분사하도록 상기 해당 인젝터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템의 연료변경 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 다른 목적은 가스연료와 액체연료 중 어느 하나를 복수개의 제1인젝터를 통해 소정의 분사주기마다 순차적으로 분사하는 단계와, 연료변경이 요청되는지 여부를 판단하는 단계와, 연료변경이 요청되면, 연료를 분사 중인 제1인젝터의 연료분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하는 단계와, 상기 완료시점에 도달하면, 상기 복수개의 제1인젝터에 대응하는 복수개의 제2인젝터 중 다음 분사주기의 제1인젝터에 대응하는 해당 제2인젝터를 통해 상기 연료변경의 요청에 따라 변경된 상기 액체연료와 상기 가스연료 중 어느 하나를 분사하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고 자 하는 또 다른 목적은 복수개의 실린더와, 상기 복수개의 각 실린더에 대응하게 마련되어 상기 실린더에 제1연료를 분사하는 복수개의 제1인젝터와, 상기 복수개의 각 실린더에 대응하게 마련되어 상기 실린더에 제2연료를 분사하는 복수개의 제2인젝터와, 상기 제1연료를 상기 복수개의 제1인젝터를 통해 소정의 분사주기마다 순차적으로 분사하는 중에, 연료변경이 요청되면 분사 중인 제1인젝터의 연료분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하고, 상기 완료시점에 도달하면 다음 분사주기에 해당하는 제1인젝터에 대응하는 해당 제2인젝터를 통해 상기 제2연료를 분사하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법은, 가스연료 또는 액체연료를 이용한 구동 중에 연료변경이 요청되면, 상기 가스연료 또는 상기 액체연료를 분사 중인 해당 인젝터의 분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하는 단계; 상기 완료시점에 도달하면, 상기 연료변경 요청에 따라 변경된 상기 액체연료 또는 상기 가스연료를 해당 인젝터를 통해 분사하도록 상기 해당 인젝터를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법은, (a) 가스연료와 액체연료 중 어느 하나를 복수개의 제1인젝터를 통해 소정의 분사주기마다 순차적으로 분사하는 단계; (b) 연료변경이 요청되는지 여부를 판단하는 단계; (c) 연료변경이 요청되면, 연료를 분 사 중인 제1인젝터의 연료분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하는 단계; (d) 상기 완료시점에 도달하면, 상기 복수개의 제1인젝터에 대응하는 복수개의 제2인젝터 중 다음 분사주기의 제1인젝터에 대응하는 해당 제2인젝터를 통해 상기 연료변경의 요청에 따라 변경된 상기 액체연료와 상기 가스연료 중 어느 하나를 분사하도록 제어하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제2인젝터를 통해 상기 연료변경의 요청에 따라 연료를 분사한 이후, 상기 소정의 분사주기마다 순차적으로 변경된 상기 액체연료와 상기 가스연료 중 어느 하나를 분사하도록 나머지 제2인젝터를 순차적으로 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료는, 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas) 또는 액화석유가스(LPG, liquefied petroleum gas)를 포함하고, 상기 액체연료는, 가솔린(Gasoline)을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 관점에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템은, 복수개의 실린더; 상기 복수개의 각 실린더에 대응하게 마련되어 상기 실린더에 제1연료를 분사하는 복수개의 제1인젝터; 상기 복수개의 각 실린더에 대응하게 마련되어 상기 실린더에 제2연료를 분사하는 복수개의 제2인젝터; 상기 제1연료를 상기 복수개의 제1인젝터를 통해 소정의 분사주기마다 순차적으로 분사하는 중에, 연료변경이 요청되면 분사 중인 제1인젝터의 연료분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하고, 상기 완료시점에 도달하면 다음 분사주기에 해당하는 제1인젝터에 대응하는 해당 제2인젝터를 통해 상기 제2연료를 분사하도록 제 어하는 제어부를 포함한다.
바람직하게는 상기 제어부는, 상기 제2인젝터를 통해 상기 연료변경의 요청에 따라 상기 제2연료를 분사한 이후, 상기 소정의 분사주기마다 순차적으로 변경된 상기 제2연료를 분사하도록 나머지 제2인젝터를 순차적으로 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1연료와 상기 제2연료 중 어느 하나는, 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas) 또는 액화석유가스(LPG, liquefied petroleum gas)를 포함하는 가스연료이고, 상기 제1연료와 상기 제2연료 중 나머지 하나는, 가솔린(Gasoline)을 포함하는 액체연료를 포함할 수 있다.
이에, 본 발명의 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템 및 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템의 연료변경 제어 방법에 의하면, 연료변경 시에 현재 분사중인 연료와 변경될 연료의 충돌을 방지하고, 변경할 연료의 특성을 고려한 추가적인 연료 분사 보정량을 계산하는 등의 연료변경과 관련된 시간을 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템은, 복수개의 실린더와, 복수개의 각 실린더에 대응하게 마련되어 실린더에 제1연료를 분사하는 복수개의 제1인젝터와, 복수개의 각 실린더에 대응하게 마련되어 실린더에 제2연료를 분사하는 복수개의 제2인젝터와, 제1연료를 복수개의 제1인젝터를 통해 소정의 분사주기마다 순차적으로 분사하는 중에, 연료변경이 요청되면 분사 중인 제1인젝터의 연료분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하고, 완료시점에 도달하면 다음 분사주기에 해당하는 제1인젝터에 대응하는 해당 제2인젝터를 통해 제2연료를 분사하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 제1연료와 상기 제2연료 중 하나는 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas) 또는 액화석유가스(LPG, liquefied petroleum gas)를 포함하는 가스연료이고, 나머지 하나의 연료(제2연료 또는 제1연료)는 가솔린(Gasoline)을 포함하는 액체연료일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템의 제어 블록도를 나타낸 도면이다. 도 1에서는 엔진에 4개의 실린더(10a,10b,10c,10d)를 갖는 차량에 연료를 공급하는 것을 실시예로 하여 설명하며, 하나의 연료는 가스연료 중 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)이고 다른 하나의 연료는 액체연료인 가솔린(Gasoline)인 것을 실시예로 하여 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템은, 가솔린을 제공하는 가솔린제공부(70)와, 압축 천연가스를 제공하는 CNG제공부(80)와, 복수개의 실린더(10a,10b,10c,10d)와, 복수개의 제1인젝터 즉 복수개의 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)와, 복수개의 제2인젝터 즉 복수개의 가솔린인젝터(30a,30b,30c,30d)와, 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템의 연료변경을 제어하는 제어부(90)를 포함한다.
가솔린제공부(70)는, 각 실린더(10a,10b,10c,10d)에 연결된 각각의 가솔린인 젝터(30a,30b,30c,30d)로 가솔린을 제공하기 위한 제공부로써, 가솔린탱크, 가솔린 펌프, 가솔린 필터를 포함할 수 있다.
CNG제공부(80)는, 각 실린더(10a,10b,10c,10d)에 연결된 각각의 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)로 압축 천연가스를 제공하기 위한 제공부로써, 압축 천연가스탱크, 가스 셧오프 밸브, 가스 압력 조절 장치, 가스 필터를 포함할 수 있다.
복수개의 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)는, 복수개의 각 실린더(10a,10b,10c,10d)에 대응하게 마련되어, 제어부(90)의 제어에 따라, CNG제공부(80)로부터 제공되는 압축 천연가스를 각 실린더(10a,10b,10c,10d)로 분사하는 역할을 한다.
복수개의 가솔린인젝터(30a,30b,30c,30d)는, 복수개의 각 실린더(10a,10b,10c,10d)에 대응하게 마련되어, 제어부(90)의 제어에 따라, 가솔린제공부(70)로부터 제공되는 가솔린을 각 실린더(10a,10b,10c,10d)로 분사하는 역할을 한다.
제어부(90)는, 압축 천연가스 또는 가솔린을 해당하는 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d) 또는 가솔린인젝터(30a,30b,30c,30d)를 통해 각각의 실린더(10a,10b,10c,10d)로 연료를 분사하도록 제어한다. 이러한 제어부(90)는, 압축 천연가스를 공급하는 제어를 담당하는 가스인터페이스박스(93)와, 가솔린을 공급하는 제어를 담당하는 가솔린ECU(Engine Control Unit)(95)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 가솔린을 이용하여 차량의 엔진을 구동하는 상태로 설명하면, 제어부(90)의 가솔린ECU(95)는 가솔린제공부(70)로부터 제공되는 가솔린을 복수개의 가솔린인젝터(30a,30b,30c,30d)를 통해 소정의 분사주기(t)마다 순차적으로 분사하도록 가솔린인젝터(30a,30b,30c,30d)를 제어한다. 즉, 가솔린ECU(95)는 제1실린더(10a), 제2실린더(10b), 제3실린더(10c), 제4실린더(10d), 제1실린더(10a)...의 순서대로 연료를 공급하기 위해, 가솔린을 분사하도록 제1가솔린인젝터(30a)를 제어하고, 분사주기(t)가 경과하면 제2가솔린인젝터(30b)를 제어하는 순서로, 제1가솔린인젝터(30a), 제2가솔린인젝터(30b), 제3가솔린인젝터(30c), 제4가솔린인젝터(30d), 제1가솔린인젝터(30a)...순으로 순차적으로 분사제어를 한다.
또는, 압축 천연가스를 이용하여 차량의 엔진을 구동하는 상태로 설명하면, 제어부(90)의 가스인터페이스박스(93)는 CNG제공부(80)로부터 제공되는 압축 천연가스를 복수개의 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)를 통해 소정의 분사주기(t)마다 순차적으로 분사하도록 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)를 제어한다. 즉, 가스인터페이스박스(93)는 제1실린더(10a), 제2실린더(10b), 제3실린더(10c), 제4실린더(10d), 제1실린더(10a)...의 순서대로 연료를 공급하기 위해, 압축 천연가스를 분사하도록 제1CNG인젝터(20a)를 제어하고, 분사주기(t)가 경과하면 제2CNG인젝터(20b)를 제어하는 순서로, 제1CNG인젝터(20a), 제2CNG인젝터(20b), 제3CNG인젝터(20c), 제4CNG인젝터(20d), 제1CNG인젝터(20a)...순으로 순차적으로 분사 제어를 한다.
이에, 복수개의 실린더(10a,10b,10c,10d) 중 제1실린더(10a)를 기준으로 설명하면, 제1CNG인젝터(20a) 또는 제1가솔린인젝터(30a)로부터 제1실린더(10a)로 분사되는 연료(압축 천연가스 또는 가솔린)가 크랭크(50)의 회전에 따른 피스톤(40)의 왕복운동에 기인하여 압축/폭발하여 구동력이 발생된다. 이에, 각각의 실린 더(10a,10b,10c,10d)에서는 순차주기(t)에 따라 순서대로 구동력이 발생될 수 있다.
이처럼, 압축 천연가스를 이용하여 차량의 엔진을 구동하거나 가솔린을 이용하여 차량의 엔진을 구동하는 중, 다시 말해 압축 천연가스 또는 가솔린을 각각의 실린더(10a,10b,10c,10d)에 순차적으로 분사하는 중에 연료변경이 요청되면 제어부(90)는 현재의 연료(예 : 가솔린)를 분사하는 인젝터(예 : 제4가솔린인젝터(30d))의 연료분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기한다. 여기서, 연료변경의 요청은, 사용자의 연료변경 선택 또는 공급하고 있는 연료의 부족으로 인한 차량으로부터의 연료변경에 따라, 도 1에는 도시되지 아니한 사용자입력부 또는 차량제어부로부터 입력되는 연료변경 요청신호가 제어부(90)로 인가되는 것을 의미하는 것이 바람직하다.
그리고, 제어부(90)는, 분사가 진행 중인 인젝터(예 : 제4가솔린인젝터(30d))의 연료분사가 완료되는 완료시점에 도달하면, 다음 분사주기에 해당하는 인젝터(예 : 제1가솔린인젝터(30a))에 대응하는 변경될 연료의 인젝터(예 : 제1CNG인젝터(20a))를 통해 연료를 분사하도록 제어한다.
그리고, 제어부(90)는 연료변경의 요청에 따라 변경된 연료(예 : 압축 천연가스)를 분사하도록 인젝터(예 : 제1CNG인젝터(20a))를 제어한 이후, 분사주기(t)마다 순차적으로 변경된 연료(예 : 압축 천연가스)를 분사하도록 나머지 해당 인젝터(예 : CNG인젝터(20b,20c,20d))를 순차적으로 제어한다.
즉, 현재 분사중인 연료가 가솔린이라고 가정하면, 제어부(90)는 가솔린을 복수개의 가솔린인젝터(30a,30b,30c,30d)를 통해 소정의 분사주기(t)마다 순차적으로 각 실린더(10a,10b,10c,10d)에 분사하도록 가솔린인젝터(30a,30b,30c,30d)를 제어하는 중, 연료변경 요청신호가 입력되면 이러한 연료변경 요청신호에 따른 연료변경을 곧바로 적용하지 아니하고, 현재 분사가 진행 중인 인젝터(예 : 제4가솔린인젝터(30d))의 연료분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기한다.
이처럼, 제어부(90)가 연료변경을 대기하는 것은, 제어부(90)의 가솔린ECU(95)가 연료변경 요청신호를 입력받은 경우, 제4가솔린인젝터(30d)를 분사 제어한 후 다음의 제1가솔린인젝터(30a)를 분사제어하기 위한 분사주기(t)가 경과할 때까지 연료변경 요청신호에 따른 연료변경을 수행하지 않음으로써 실현되는 것이 바람직하다. 그리고, 제어부(90)가 연료변경을 대기하는 것은, 가솔린ECU(95)가 연료변경 요청신호를 입력받은 경우 제어부(90)의 가스인터페이스박스(93)로 연료변경 요청신호를 제공하고, 다음의 제1가솔린인젝터(30a)를 분사제어하기 위한 분사주기(t)가 경과할 때까지 가스인터페이스박스(93)가 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)를 분사제어하지 않음으로써 실현될 수 있다. 이때, 가스인터페이스박스(93)는 다음의 제1가솔린인젝터(30a)를 분사제어하기 위한 분사주기(t)가 경과할 때까지 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)를 분사제어하지 않는 동안, 즉 연료변경 대기 동안에 변경할 연료(압축 천연가스)의 특성을 고려한 추가적인 연료 분사 보정량 등을 계산하는 것이 바람직하다.
그리고, 제어부(90)는, 분사가 진행 중인 제4가솔린인젝터(30d)의 연료분사가 완료되는 완료시점에 도달하면, 다음 분사주기에 해당하는 제1가솔린인젝 터(30a)에 대응하는 변경될 압축 천연가스의 해당 제1CNG인젝터(20a)를 통해 압축 천연가스를 분사하도록 제1CNG인젝터(20a)를 제어한다. 이는, 제어부(90)의 가솔린ECU(95)가 제4가솔린인젝터(30d)를 분사 제어한 후 다음의 제1가솔린인젝터(30a)를 분사제어하기 위한 분사주기(t)가 경과하면, 제어부(90)의 가스인터페이스박스(93)가 제1CNG인젝터(20a)를 분사하도록 제어하는 것에 의해 실현될 수 있다.
그리고, 제어부(90)의 가스인터페이스박스(93)는 제1CNG인젝터(20a)를 분사하도록 제어한 후부터 분사주기(t)마다 압축 천연가스를 분사하도록 나머지 CNG인젝터(20b,20c,20d)를 순차적으로 제어한다. 이에, 나머지 CNG인젝터(20b,20c,20d)를 통해 순차적으로 압축 천연가스를 분사하면 연료변경이 최종적으로 완료가 되고, 가스인터페이스박스(93)는, 압축 천연가스를 복수개의 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)를 통해 소정의 분사주기(t)마다 순차적으로 각 실린더(10a,10b,10c,10d)에 분사하도록 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)를 제어한다.
여기서, 전술한 본 발명의 실시예에서는, 분사중인 인젝터(예 : 제4가솔린인젝터(30d))의 완료시점에 도달하면, 다음 분사주기(t)에 해당하는 변경될 연료의 인젝터(예 : 제1가솔린인젝터(30a))로 변경된 연료를 분사하도록 제어하지만 이는 일 실시예일 뿐이며, 완료시점에 도달하면 소정 횟수의 분사주기(예 : 2t)를 대기한 후 변경될 연료의 인젝터(예 : 제2가솔린인젝터(30b))로 변경된 연료를 분사하도록 제어할 수도 있다. 또한, 완료시점에 도달하면 소정 횟수의 크랭크(50)의 회전 즉 소정 횟수(예 : 2회)의 크랭크앵글(CA, Crank Angle)을 대기한 후에 변경될 연료의 인젝터(예 : 제3가솔린인젝터(30c))로 변경된 연료를 분사하도록 제어할 수 도 있다.
이상 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템은, 하나의 연료를 분사하여 엔진을 구동하는 중에 연료변경이 요청되면, 연료변경의 요청을 곧바로 시스템에 적용하지 않고 현재 연료를 분사중인 인젝터의 연료분사가 완료될때까지 연료변경을 대기하여 분사가 완료되면 연료변경을 실행함으로써, 연료변경 시에 현재 분사중인 연료와 변경될 연료의 충돌의 염려를 해결할 수 있다.
또한, 발명에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템은, 연료변경을 대기하는 대기시간 동안에, 변경할 연료의 특성을 고려한 추가적인 연료 분사 보정량 등을 계산할 수 있는 시간 등을 확보할 수 있도록 한다. 즉, 다시 말해 발명에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템은, 가스인터페이스박스(93)와 가솔린ECU(95)간의 연료변경을 통신시간을 충분히 확보할 수 있기 때문에, Power reduction, injection time correction, ignition time correction 등과 관련된 준비시간을 확보할 수 있도록 한다.
이하에서는, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 발명에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법을 도 2를 참조하여 여기서, 설명의 편의를 위해 전술한 도 1에 도시된 구성은 해당 참조번호를 언급하여 설명하겠다.
또한, 설명에 앞서 현재 가솔린을 이용하여 차량을 구동하는 상태, 즉 현재 분사중인 연료가 가솔린인 것으로 가정하여 설명하도도록 한다.
먼저, 제어부(90)는 가솔린을 복수개의 가솔린인젝터(30a,30b,30c,30d)를 통해 소정의 분사주기(t)마다 순차적으로 각 실린더(10a,10b,10c,10d)에 분사하도록 가솔린인젝터(30a,30b,30c,30d)를 제어한다(S10). 이처럼, 가솔린인젝터(30a,30b,30c,30d)를 순차적으로 제어하는 중, 제어부(90)는 연료변경 요청신호가 입력되어 연료변경이 요청되는 지 여부를 판단한다(S20). 연료변경이 요청되면, 제어부(90)는 이러한 연료변경 요청신호에 따른 연료변경을 곧바로 적용하지 아니하고, 현재 분사가 진행 중인 인젝터(예 : 제2가솔린인젝터(30b))의 연료분사가 완료되는 완료시점에 도달하는지 여부를 판단한다(S30). 아직 완료시점에 도닥하지 못하면, 제어부(90)은 연료변경을 실행하지 않고 연료변경을 대기한다(S35).
이처럼, 제어부(90)가 연료변경을 대기하는 것, 즉 완료시점에 도달하는지 여부를 판단하는 것은, 제어부(90)의 가솔린ECU(95)가 연료변경 요청신호를 입력받은 경우, 제4가솔린인젝터(30d)를 분사 제어한 후 다음의 제1가솔린인젝터(30a)를 분사제어하기 위한 분사주기(t)가 경과할 때까지 연료변경 요청신호에 따른 연료변경을 수행하지 않음으로써 실현되는 것이 바람직하다. 그리고, 제어부(90)가 연료변경을 대기하는 것은, 가솔린ECU(95)가 연료변경 요청신호를 입력받은 경우 제어부(90)의 가스인터페이스박스(93)로 연료변경 요청신호를 제공하고, 다음의 제1가솔린인젝터(30a)를 분사제어하기 위한 분사주기(t)가 경과할 때까지 가스인터페이스박스(93)가 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)를 분사제어하지 않음으로써 실현될 수 있다. 이때, 가스인터페이스박스(93)는 다음의 제1가솔린인젝터(30a)를 분사제어하기 위한 분사주기(t)가 경과할 때까지 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)를 분사제어하지 않는 동안, 즉 연료변경 대기 동안에 변경할 연료(압축 천연가스)의 특성을 고려한 추가적인 연료 분사 보정량 등을 계산하는 것이 바람직하다.
그리고, 제2가솔린인젝터(30b)의 완료시점에 도달하면, 제어부(90)는, 다음 분사주기(t)에 해당하는 제3가솔린인젝터(30c)에 대응하는 변경될 압축 천연가스의 해당 제3CNG인젝터(20c)를 통해 압축 천연가스를 분사하도록 제3CNG인젝터(20c)를 제어한다(S50). 이는, 제어부(90)의 가솔린ECU(95)가 제2가솔린인젝터(30b)를 분사 제어한 후 다음의 제3가솔린인젝터(30c)를 분사제어하기 위한 분사주기(t)가 경과하면, 제어부(90)의 가스인터페이스박스(93)가 제3CNG인젝터(20c)를 분사하도록 제어하는 것에 의해 실현될 수 있다. 즉, 제어부(90)는 이전의 분사중인 제2가솔린인젝터(30b)의 완료시점에 도달하면 연료변경을 시스템에 적용하여 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d) 중 해당하는 CNG인젝터(예 : 제3CNG인젝터(20c))를 제어한다.
그리고, 제어부(90)의 가스인터페이스박스(93)는 제3CNG인젝터(20c)를 분사하도록 제어한 후부터 분사주기(t)마다 압축 천연가스를 분사하도록 나머지 CNG인젝터(20d,20a,20b)를 순차적으로 제어한다(S50). 이에, 나머지 CNG인젝터(20b,20c,20d)를 통해 순차적으로 압축 천연가스를 분사하면 연료변경이 최종적으로 완료가 되고(S70), 가스인터페이스박스(93)는, 압축 천연가스를 복수개의 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)를 통해 소정의 분사주기(t)마다 순차적으로 각 실린더(10a,10b,10c,10d)에 분사하도록 CNG인젝터(20a,20b,20c,20d)를 제어한다.
이상 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법은, 하나의 연료를 분사하여 엔진을 구동하는 중에 연료변경이 요청되면, 연료변경의 요청을 곧바로 시스템에 적용하지 않고 현재 연료를 분사중인 인젝터의 연료분사가 완료될때까지 연료변경을 대기하여 분사가 완료되면 연료 변경을 실행함으로써, 연료변경 시에 현재 분사중인 연료와 변경될 연료의 충돌의 염려를 해결할 수 있다.
또한, 발명에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법은, 연료변경을 대기하는 대기시간 동안에, 변경할 연료의 특성을 고려한 추가적인 연료 분사 보정량 등을 계산할 수 있는 시간 등을 확보할 수 있도록 한다. 즉, 다시 말해 발명에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법은, 가스인터페이스박스(93)와 가솔린ECU(95)간의 연료변경을 통신시간을 충분히 확보할 수 있기 때문에, Power reduction, injection time correction, ignition time correction 등과 관련된 준비시간을 확보할 수 있도록 한다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
하나의 연료를 분사하여 엔진을 구동하는 중에 연료변경이 요청되면, 연료변경의 요청을 곧바로 시스템에 적용하지 않고 현재 연료를 분사중인 인젝터의 연료분사가 완료될때까지 연료변경을 대기하여 분사가 완료되면 연료변경을 실행함으로써, 연료변경 시에 현재 분사중인 연료와 변경될 연료의 충돌을 방지하고, 변경할 연료의 특성을 고려한 추가적인 연료 분사 보정량을 계산하는 등의 연료변경과 관 련된 시간을 확보할 수 있는 본 발명의 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템 및 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템의 연료변경 제어 방법을 적용할 경우, 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템, 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템을 채택하는 차량 및 시스템의 운용의 편리함 및 연료변경의 효율면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 차량의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 개략적인 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법의 제어 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10a,10b,10c,10d : 복수개의 실린더
20a,20b,20c,20d : 복수개의 CNG인젝터
30a,30b,30c,30d : 복수개의 가솔린인젝터
40 : 피스톤 50 : 크랭크
70 : 가솔린제공부 80 : CNG제공부
90 : 제어부 93 : 가스인터페이스박스
95 : 가솔린ECU

Claims (7)

  1. 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법에 있어서,
    가스연료 또는 액체연료를 이용한 구동 중에 연료변경이 요청되면, 상기 가스연료 또는 상기 액체연료를 분사 중인 인젝터의 분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하는 단계;
    상기 완료시점에 도달하면, 상기 연료변경 요청에 따라 변경된 상기 액체연료 또는 상기 가스연료를 해당 인젝터를 통해 분사하도록 상기 해당 인젝터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 시스템의 연료변경 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법에 있어서,
    (a) 가스연료와 액체연료 중 어느 하나를 복수개의 제1인젝터를 통해 소정의 분사주기마다 순차적으로 분사하는 단계;
    (b) 연료변경이 요청되는지 여부를 판단하는 단계;
    (c) 연료변경이 요청되면, 연료를 분사 중인 제1인젝터의 연료분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하는 단계;
    (d) 상기 완료시점에 도달하면, 상기 복수개의 제1인젝터에 대응하는 복수개의 제2인젝터 중 다음 분사주기의 제1인젝터에 대응하는 해당 제2인젝터를 통해 상 기 연료변경의 요청에 따라 변경된 상기 액체연료와 상기 가스연료 중 어느 하나를 분사하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2인젝터를 통해 상기 연료변경의 요청에 따라 연료를 분사한 이후, 상기 소정의 분사주기마다 순차적으로 변경된 상기 액체연료와 상기 가스연료 중 어느 하나를 분사하도록 나머지 제2인젝터를 순차적으로 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스연료는, 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas) 및 액화석유가스(LPG, liquefied petroleum gas) 중 하나이고,
    상기 액체연료는, 가솔린(Gasoline)인 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템의 연료변경 제어 방법.
  5. 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템에 있어서,
    복수개의 실린더;
    상기 복수개의 각 실린더에 대응하게 마련되어 상기 실린더에 제1연료를 분사하는 복수개의 제1인젝터;
    상기 복수개의 각 실린더에 대응하게 마련되어 상기 실린더에 제2연료를 분사하는 복수개의 제2인젝터;
    상기 제1연료를 상기 복수개의 제1인젝터를 통해 소정의 분사주기마다 순차적으로 분사하는 중에, 연료변경이 요청되면 분사 중인 제1인젝터의 연료분사가 완료되는 완료시점까지 연료변경을 대기하고, 상기 완료시점에 도달하면 다음 분사주기에 해당하는 제1인젝터에 대응하는 해당 제2인젝터를 통해 상기 제2연료를 분사하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2인젝터를 통해 상기 연료변경의 요청에 따라 상기 제2연료를 분사한 이후, 상기 소정의 분사주기마다 순차적으로 변경된 상기 제2연료를 분사하도록 나머지 제2인젝터를 순차적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1연료는,
    압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas) 및 액화석유가스(LPG, liquefied petroleum gas) 중 하나의 가스연료이고,
    상기 제2연료는,
    가솔린(Gasoline)의 액체연료인 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼(BI-FUEL) 연료 시스템.
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