KR101054073B1 - 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템 - Google Patents

바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101054073B1
KR101054073B1 KR1020110003954A KR20110003954A KR101054073B1 KR 101054073 B1 KR101054073 B1 KR 101054073B1 KR 1020110003954 A KR1020110003954 A KR 1020110003954A KR 20110003954 A KR20110003954 A KR 20110003954A KR 101054073 B1 KR101054073 B1 KR 101054073B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
injector
node
ecu
signal
fuel
Prior art date
Application number
KR1020110003954A
Other languages
English (en)
Inventor
성 훈 김
조승완
박진현
Original Assignee
경남과학기술대학교 산학협력단
조승완
성 훈 김
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 경남과학기술대학교 산학협력단, 조승완, 성 훈 김 filed Critical 경남과학기술대학교 산학협력단
Priority to KR1020110003954A priority Critical patent/KR101054073B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101054073B1 publication Critical patent/KR101054073B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • 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
    • 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
    • F02D19/0663Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686Injectors
    • F02D19/0692Arrangement of multiple injectors per combustion chamber
    • 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
    • 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
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/263Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the program execution being modifiable by physical parameters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/08Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle specially for low-pressure fuel-injection
    • 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
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2024Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit the control switching a load after time-on and time-off pulses
    • F02D2041/2027Control of the current by pulse width modulation or duty cycle control
    • 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

Abstract

본 발명은 바이 퓨얼 시스템(bi fuel system)의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 인젝터 저항 특성에 따라 인젝터의 풀-인(full-in) 시간 설정과 홀드(hold) 구간의 주파수 듀티(duty)를 설정 가능하도록 설계함으로써 모든 제품의 인젝터에 사용 가능하다.
본 발명에 의한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 시스템은, 각 실린더에 장착되어 연료를 분사하는 복수 개의 인젝터와; 상기 인젝터의 연료 분사를 제어하고 이상 신호를 검출하는 ECU와; 상기 인젝터와 접지단 사이에 스위칭 되는 제 1 스위칭 소자와; 상기 ECU에 의해 스위칭 되어 배터리의 전압을 제 1 노드로 공급하도록 전류 경로를 형성하는 제 2 스위칭 소자; 및 상기 제 1 노드의 신호와 상기 ECU의 제어 신호를 입력하여 상기 제 1 스위칭 소자의 동작을 제어하는 전류제어회로;를 포함하며, 상기 ECU는 상기 인젝터의 풀-인(Full In) 구간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)의 홀딩 주파수 및 주파수 듀티(duty) 값을 입력받아 상기 인젝터의 저항 특성에 따라 상기 인젝터의 풀-인 구간과 홀드-인 구간을 자동 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템{METHOD FOR SETTING INJECTOR DRIVE OF BI FUEL SYSTEM AND SYSTEM OF THE SAME}
본 발명은 바이 퓨얼 시스템(bi fuel system)의 인젝터(injector) 드라이브 설정 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인젝터 저항 특성에 따라 인젝터의 풀-인(full-in) 시간 설정과 홀드(hold) 구간의 주파수 듀티(duty) 설정이 가능하도록 설계하여 모든 제품의 인젝터에 사용 가능한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 연료로서 압축 천연가스(Compressed Natural Gas; 이하, "CNG"라 한다)는 가솔린보다 가격이 저렴하고, 가스 상태이기 때문에 각 실린더의 연료 분배가 균일하며, 배기가스도 가솔린에 비해 상대적으로 깨끗하여 환경 면에서도 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 겸용 차량은 압축 천연가스와 가솔린 중 어느 하나를 선택적으로 이용하기 위한 바이 퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)이 채택하고 있다.
이처럼, 종래의 바이 퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)은, 각 연료(압축 천연가스/가솔린)를 공급하기 위한 모듈별로 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.
이러한 종래의 바이 퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)은, 연료변경 시에 가솔린 인젝션 신호를 가스 인젝션 신호, 바람직하게는 압축 천연가스를 공급하기 위한 인젝션 신호로 변환하여 실린더의 공급하는 구성을 가지고 있다.
상기 바이 퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)은 기존의 가솔린 차량에 별도의 연료장치를 장착하는 시스템으로, 기존의 가솔린에 비해 연료비가 저렴하면서도 친환경적인 연료인 LPG, CNG연료를 주 연료로 사용하는 시스템으로, CNG의 경우는 국내에서도 누구나 구조를 변경하여 사용 가능한 시스템이다. 천연가스를 사용한 바이 퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)의 경우 차량구조변경 규제법상 50Kg을 초과해서는 안 되므로, 차량의 연료탱크의 용량이 작아 CNG 충전을 자주 해야 하는 불편한 점이 있다. 그리고 기존의 가솔린엔진에 천연가스를 개조하여 장착 주행할 경우 기존의 엔진은 가솔린에 최적화되어 있어 천연가스 전환 시 엔진 토크 저하 현상이 발생한다. 이러한 문제점에도 불구하고 천연가스 차량이 증가하는 이유는 소비자 측면에서 연료의 경제적인 측면이 가장 크며, 정부에서는 이산화탄소 저감 효과가 커 향후 지속 성장 가능한 측면이 있다.
그러면, 첨부도면을 참조하여 종래의 CNG 바이 퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)에 대해 설명하기로 한다.
종래의 CNG 바이 퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)은 도 1에 도시된 바와 같이, CNG 퓨얼 탱크(Furl Tank: 10), 슈트 오프 밸브(Shut-off Valve: 20), 레귤레이터(Regulator: 30), 에어 공급라인(40), CNG MPI 인젝터(Injector: 50), 가솔린 인젝터(60), 실린더(70), 스파크 플러그(Spark Plug: 80), 캠 포지션 센서(Cam Position Sensor: 90), 냉각 수온 센서(Water Temperature Sensor: 100), 크랭크 포지션 센서(Crank Position Sensor: 110), 산소 농도 검출 센서(120), 가솔린 ECU(Eletric Control Unit: 130), CNG ECU(140) 등을 포함하여 구성된다.
상기 가솔린 ECU(130)는 상기 에어 공급라인(40)에 부착된 흡기 온도 센서(ATS), 흡기 양 검출 센서(AFS), 액셀러레이터(accelerator) 위치 센서(TPS)와, 상기 실린더(70)에 부착된 상기 캠 포지션 센서(90), 냉각 수온 센서(100), 크랭크 포지션 센서(110), 산소 농도 검출 센서(120)의 신호를 입력하여 상기 스파크 플러그(80)의 점화 동작을 제어하는 신호를 발생하고, 상기 CNG MPI 인젝터(50)와 상기 가솔린 인젝터(60)의 동작을 제어하는 신호를 상기 CNG ECU(140)로 출력한다.
상기 CNG ECU(140)는 상기 레귤레이터(30) 후단의 연료 공급라인에 부착된 연료 온도 센서(FTS), 연료 압력 센서(FPS), 냉각 수온 센서(WTS)의 신호와, 상기 CNG 퓨얼 탱크(10)에 부착된 CNG 퓨얼 레벨 센서의 신호와, CNG & 가솔린 변환 스위치 신호와, 상기 산소 농도 검출 센서(120), 상기 액셀러레이터(accelerator) 위치 센서(TPS)의 신호와, 상기 CNG ECU(140)로부터 출력되는 상기 CNG MPI 인젝터(50)와 상기 가솔린 인젝터(60)의 동작 제어신호를 입력하여, 상기 CNG MPI 인젝터(50)와 상기 가솔린 인젝터(60)의 동작을 각각 제어하고, 상기 슈트 오프 밸브(Shut-off Valve: 20)의 연료 공급 및 차단 동작을 제어하고, CNG 퓨얼 인디케이트(Fuel Indicate) 신호를 출력한다.
상기 구성과 같이, 현재 생산되고 있는 차량에는 가솔린 엔진에 공급되는 혼합기에서 배기가스의 정화, 연료소비량의 저감, 출력 향상 등을 동시에 만족시키기 위한 정밀도가 높은 제어의 요구에 부응하여 흡입공기량을 전기적으로 검출하고, 이것에 따르는 연료를 엔진의 운전조건에 적응시켜 분사하는 전자제어식 연료분사장치가 구비되어 있다.
상기 전자제어식 연료분사장치를 제어하기 위한 ECU(Eletric Controlunit)는 센서로부터 입력되는 신호를 변환하는 입력 인터페이스, 정해진 순서에 따라 입력 데이터의 산술연산 또는 논리연산을 행하는 컴퓨터 부(마이크로 컴퓨터)와 그 결과를 작동 신호로 변환하는 출력 인터페이스 부로 구성되며, 엔진의 상태를 감지하는 각종 센서를 통해 감지된 상태에 상응하여 변환되어 진 전기적 신호를 기초로 하여 연료 분사시기와 분사량을 제어한다.
상기 엔진에 장착되는 상기 스파크 플러그(80)의 점화시기는 다음과 같다.
상기 가솔린 ECU(130)에서 크랭크축의 각 검출수단에서 인가되는 엔진의 회전수와 흡입 공기량 검출수단에서 인가되는 흡입 공기량을 통해 부하의 변동을 검출한 후 연산을 통해 엔진의 기본 진각을 검출하여 점화장치 제어시스템의 파워 트랜지스터(도 2의 150)를 스위칭시킴으로써, 상기 스파크 플러그(80)를 통전시키게 된다.
도 2는 종래의 가솔린 인젝터 출력 구동회로를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 점화 제어신호의 동작 파형도이다.
종래의 가솔린 인젝터 출력 구동회로는 연료량 및 점화시기 등의 신호를 가솔린 ECU에서 받아서 인젝터를 구동시킨다. 도 2를 참조하면, 가솔린 ECU에서 파워 트랜지스터(Q1_n)의 동작을 온(ON)/오프(OFF) 하는 제어신호를 발생함으로써 상기 인젝터(210)가 작동하게 된다. 이때, 상기 가솔린 ECU에서는 상기 파워 트랜지스터(Q1_n)를 일정 유지시간(Dwell time) 동안 온(ON) 시킨 후 오프(OFF) 되는데, 상기 파워 트랜지스터(Q1_n)의 오프(off) 시 변압기(RL_n)의 상호유도작용에 의해 상기 인젝터(210)가 작동하게 된다.
도 3에서, a구간은 점화 시기 구간으로, 2차 전압의 방전시간으로 약 1.5msec가 정상이며, 플러그의 간극, 압축비, 플러그 팁의 오염상태에 따라 달라진다. b구간은 전류가 통하는 초기 짧은 순간에 역 기전력이 발생하여 생기는 파형이다(약 -2.0KV 정도 발생). c구간은 피크 전압(써지 전압)으로, 정상일 때 7∼13KV로 연소실, 압축비에 따라 가변적이며, 다만 각 기통 별로 차이가 적은 것이 균일한 화염 전파력을 생성한다는 데서 중요하다(기통간 차이). d구간은 통진시간(Dwell time)으로, 점화계통의 1차 코일에 전류가 6ㅁ0.5A가 될 때까지 통전되는 시간으로 배터리 전압에 따라 다르다. e구간은 2차 전압의 방전전압으로, 약 1.2∼2.0KV가 정상이며, 플러그의 간극, 압축비, 플러그 팁의 오염 상태에 따라 달라진다.
종래의 바이 퓨얼 시스템은 상술한 바와 같이, ECU, 인젝터, 레규레이터, 실린더로 크게 구분되며, 이 모든 구성요소를 하나의 회사에서 생산하는 경우는 전무한 상황이다. 따라서 대부분 하나의 핵심요소를 바탕으로 각각의 구성요소를 조합하여 상품화하고 있다. 그 중 가장 핵심이 되는 제품으로는 ECU로 인젝터의 구동시간을 통해 연료량을 제어한다. 현재 시중에 판매되고 있는 인젝터의 종류로는 내부 저항값이 1∼10Ω 내외로 다양하게 제작 판매되고 있다. 이때, 저저항 타입의 경우 전류제어를 하여야 한다.
전류제어 기법은 하드웨어적인 기법과 소프트웨어적인 기법 두 가지가 있다. 대부분의 ECU는 하드웨어적인 전류제어기법을 사용하고 있는데, 인젝터의 저항값이 바뀌면 정상 제어가 불가능한 경우가 많아 설계 당시에 반영했던 인젝터만을 사용해야 하는 문제점이 있다.
이하, 본 발명과 관련된 선행기술들은 살펴보면 다음과 같다.
국내 공개특허 제2009-0127581호(이하, "선행기술 1"이라 한다)에 개시된 인젝터 연료 분사량 조절방식의 차량용 연료공급 제어장치 및 그 제어 방법은, 가솔린, CNG 및 LPG의 연료들 중 한 가지 연료(Mono-Fuel)만을 사용하거나 가솔린과 CNG 또는 가솔린과 LPG 등의 다종 연료(Dual-Fuel)도 사용할 수 있게 하기 위해 차량의 연료 구조변경을 하였을 경우에 출력의 저하가 발생하지 않고, 배기가스의 오염물질이 기준치 이하로 현저하게 낮으며, 구조적으로 역화 현상(Back Fire)이 발생하지 않도록 하는 기술에 대해 개시되어 있다.
상기 선행기술 1에 개시된 인젝터 연료 분사량 조절방식의 차량용 연료공급 제어장치는, 차량의 상태를 체크하여 차량 상태에 관한 신호들을 출력하는 복수 개의 센서들로 이루어진 차량 센서부와, 상시 센서들로부터 차량의 상태에 관한 신호들을 수신하고 상기 수신된 신호들에 기초하여 인젝터의 구동 또는 연료 분사량에 관한 제어신호를 출력하되, 상기 복수 개의 센서들 중 MAP 센서(manifold absolute pressure sensor) 및 RPM 센서로부터 수신된 신호들을 이용하여 인젝터의 연료 분사량의 기준 값을 결정하고 다른 센서들로부터 수신된 신호들을 이용하여 상기 연료 분사량의 기준 값을 보정한 후, 보정된 연료 분사량에 관한 제어신호를 출력하는 데이터 처리 및 제어용 마이크로프로세서와, 상기 데이터 처리 및 제어용 마이크로프로세서로부터 출력된 제어신호에 따라 구동 또는 연료의 분사량이 제어되고 적어도 한 종류의 연료를 연료탱크로부터 엔진으로 분사하는 적어도 하나의 인젝터를 포함하고 있다.
국내 공개특허 제2006-0023924호(이하, "선행기술 2"라 한다)에 개시된 CNG/LPG겸용 자동차 가솔린 인젝터 보호장치는 가솔린 인젝터 보호회로 부에 저항 방식을 채택 적용한 후, 가스연료를 사용하고자 가스연료로 전환하더라도 저항에 의해 가솔린 인젝터에 항상 전원이 인가된 상태로 있게 하여 순간적인 회로 분리 현상을 방지함과 동시에 가스연료 사용시나 회로 분리 현상발생 시 이를 가솔린 ECU에서 가솔린 인젝터가 정상 작동하는 것으로 인식하게 함으로써 차량의 안정된 운행을 도모하고 엔진 이상 현상을 방지할 수 있는 기술에 대해 개시되어 있다.
국내 공개특허 제2010-0020380호(이하, "선행기술 3"이라 한다)에 개시된 바이-퓨얼 시스템 및 바이-퓨얼 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 연료변경요청에 따라 변경된 상기 액체연료 또는 상기 가스연료를 해당 인젝터를 통해 분사하도록 상기 해당 인젝터를 제어하는 단계를 포함하고 있으며, 연료변경 요청시에 효율적인 시점에 연료변경을 적용하는 기술에 대해 개시되어 있다.
상기 선행기술 1 내지 3을 포함한 종래의 CNG에 사용되는 인젝터는 대부분 저저항 타입으로 전류제어가 필수적이다. 기존의 제품은 ECU 제작시 인젝터의 특성에 따라 전류 값을 셋팅하여 사용하고 있는데, 인젝터가 바뀌게 되면 인젝터 별로 내부 저항값이 달라 정상적인 전류제어가 되지 않아 연료분사량 및 분사시기 등을 정확히 제어하기가 어려운 문제점이 있었다. 이로 인해, 종래에는 인젝터의 저항값이 바뀌면 정상 제어가 불가능한 경우가 많기 때문에 반드시 설계 당시에 반영했던 인젝터만을 사용해야 하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 인젝터 드라이브 시스템은 ECU에 의해 인젝터들이 동시에 구동되도록 되어 있기 때문에 공진 시 가솔린에서 CNG로 전환이 어려운 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 인젝터 저항 특성에 따라 인젝터의 풀-인(full-in) 시간 설정과 홀드(hold) 구간의 주파수 듀티(duty) 설정이 가능하도록 설계하여 모든 제품의 인젝터에 사용 가능한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 연료 전환시 충격이 발생하지 않도록 무점점 방식으로 설계한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 인젝터를 개별적으로 구동할 수 있는 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 가솔린, LPG 및 CNG 등의 연료들 중 하나만(mono fuel)을 사용하거나 가솔린과 CNG 또는 가솔린과 LPG와 같이 다종 연료(dual fuel)를 사용하는 경우에 모두 적용이 가능한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 청구항 1에 기재된 발명은, 「인젝터 드라이브 설정 시스템에 있어서, 각 실린더에 장착되어 연료를 분사하는 복수 개의 인젝터와; 상기 인젝터의 연료 분사를 제어하고 이상 신호를 검출하는 ECU와; 상기 연료의 종류에 따라 상기 인젝터를 선택하는 복수 개의 릴레이와; 상기 ECU에 의해 상기 복수 개의 릴레이를 동시에 또는 개별적으로 선택 구동하는 복수 개의 릴레이 구동 단; 및 상기 ECU에 의해 상기 릴레이로 전류 경로를 형성하여 상기 인젝터를 구동하는 인젝터 구동 단;을 포함하는 인젝터 드라이브 설정 시스템.」을 제공한다.
또한, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 청구항 2에 기재된 발명은, 「인젝터 드라이브 설정 시스템에 있어서, 각 실린더에 장착되어 연료를 분사하는 복수 개의 인젝터와; 상기 인젝터의 연료 분사를 제어하고 이상 신호를 검출하는 ECU와; 상기 인젝터와 접지단 사이에 스위칭 되는 제 1 스위칭 소자와; 상기 ECU에 의해 스위칭 되어 배터리의 전압을 제 1 노드로 공급하도록 전류 경로를 형성하는 제 2 스위칭 소자; 및 상기 제 1 노드의 신호와 상기 ECU의 제어 신호를 입력하여 상기 제 1 스위칭 소자의 동작을 제어하는 전류제어회로;를 포함하며, 상기 ECU는 상기 인젝터의 풀-인(Full In) 구간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)의 주파수 및 주파수 듀티(duty) 값을 입력받아 상기 인젝터의 저항 특성에 따라 상기 인젝터의 풀-인 구간과 홀드-인 구간을 자동 조절하는 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.」을 제공한다.
청구항 3에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 인젝터 구동 단은: 바이폴라 NPN 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.」을 제공한다.
청구항 4에 기재된 발명은, 「제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자는: 바이폴라 NPN 트랜지스터로 각각 구성된 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.」을 제공한다.
청구항 5에 기재된 발명은, 「제 2 항에 있어서, 상기 전류제어회로는: AND 게이트로 구성된 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.」을 제공한다.
청구항 6에 기재된 발명은, 「제 2 항에 있어서, 상기 전류제어회로는: 상기 제 1 노드(Nd1)의 신호와 상기 ECU의 제어 신호(Nd2)를 입력하는 AND 게이트와; 상기 제 1 노드(Nd1)의 신호에 의해 스위칭 되어 제 4 노드(Nd4)의 전위를 접지단으로 흘러보내는 제 11 트랜지스터(Q11)와; 상기 제 4 노드(Nd4)의 신호에 의해 스위칭 되어 제 5 노드(Nd5)의 전위를 제 7 노드(Nd7)로 전송하는 제 12 트랜지스터(Q12)와; 상기 제 4 노드(Nd4)와 접지단 사이에 접속된 제 1 다이오드(D1)와; 상기 제 4 노드(Nd4)와 상기 제 5 노드(Nd5) 사이에 직렬 접속된 제 2 다이오드(D2) 및 제 2 제너 다이오드(ZD2)와; 상기 제 4 노드(Nd4)와 상기 제 7 노드(Nd7) 사이에 병렬 접속된 제 3 저항(R3) 및 제 1 제너 다이오드(ZD1)와; 상기 제 5 노드(Nd5)와 배터리의 전원을 전송하는 제 6 노드(Nd6) 사이에 접속된 제 3 다이오드(D3)와; 상기 제 6 노드(Nd6)와 접지단 사이에 접속된 커패시터(C1)와; 상기 제 6 노드(Nd6)와 상기 제 7 노드(Nd7) 사이에 접속된 코일(L); 및 상기 AND 게이트의 출력 신호에 의해 상기 제 7 노드(Nd7)의 전위를 접지단으로 흘러보내는 제 13 트랜지스터(Q13);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.」을 제공한다.
청구항 7에 기재된 발명은, 「제 6 항에 있어서, 상기 제 11 트랜지스터(Q11)는 바이폴라 NPN 트랜지스터이고, 상기 제 12 및 제 13 트랜지스터(Q12,Q13)는 MOS 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.」을 제공한다.
청구항 8에 기재된 발명은, 「제 2 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 노드의 신호는 상기 인젝터의 총 분사시간 동안 "하이(High)" 레벨을 갖는 구형파 펄스신호이고, 상기 ECU의 제어 신호는 상기 인젝터의 풀-인(Full In) 구간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)을 갖는 구형파 펄스신호인 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.」을 제공한다.
또한, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 청구항 9에 기재된 발명은, 「인젝터 드라이버 설정 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법에 있어서, (a) 인젝터 드라이버 설정 프로그램이 구비된 PC에 ECU(Eletric Control Unit)를 연결하는 단계와; (b) 상기 인젝터 드라이버 설정 프로그램에서 인젝터 설정 화면을 통해 인젝터의 풀-인(Full In) 시간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)의 홀딩 주파수 및 주파수 듀티(duty) 값을 입력받는 단계; 및 (c) 상기 인젝터 드라이버 설정 프로그램에서 인젝터의 저항 특성에 따라 상기 인젝터의 풀-인 구간과 홀드-인 구간을 자동 조절하는 단계;를 포함하는 인젝터 드라이브 설정 방법.」을 제공한다.
본 발명에 따르면, 인젝터 저항 특성에 따라 인젝터의 풀-인(full-in) 시간 설정과 홀드(hold) 구간의 주파수 듀티(duty)를 설정 가능하도록 설계하여 모든 제품의 인젝터에 사용 가능한 효과가 있다.
또한, 무점점 방식으로 설계함으로써 연료 전환시 충격이 발생하지 않는다.
또한, 인젝터를 개별적으로 구동할 수 있어 공진 시 가솔린에서 CNG로 전환이 가능하다.
또한, 가솔린, LPG 및 CNG 등의 연료들 중 하나만(mono fuel)을 사용하거나 가솔린과 CNG 또는 가솔린과 LPG와 같이 다종 연료(dual fuel)를 사용하기 위해 차량의 연료 구조를 변경하였을 때 엔진의 출력 저하가 발생하지 않고, 오히려 토크 및 연비를 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 연료를 절감할 수 있고, 배기가스를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 기술 및 성능적인 측면에서 외국 제품과 비교하여 우위를 확보할 수 있어, 대부분 수입에 의존하고 있는 바이 퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)과 NGV의 ECU을 국산화하는 데 크게 일조할 수 있다.
또한, 석유에너지 고갈에 따른 효율적인 에너지 사용 및 저탄소 녹색성장과 정책에 의해, 향후 지속적인 성장이 가능한 시장으로 지속적인 수출이 가능하다.
또한, 기존의 CNG 바이 퓨얼 ECU에 적용하여, 고유가 시대에 에너지 효율성을 높여 자동차 CO2 저감 효과로 인한 자동차산업의 국가 경쟁력이 증대할 것으로 기대된다.
또한, 국산제품으로의 수입 대체 효과뿐만 아니라 ECU 분야의 전문인력을 양성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 CNG 바이 퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)의 구성도
도 2는 종래의 CNG 인젝터 출력 구동회로를 개략적으로 나타낸 구성도
도 3은 점화 제어신호의 동작 파형도
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 시스템의 구성도
도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 의한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 시스템의 구성도
도 6은 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 의한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 시스템의 구성도
도 7은 도 6에 도시된 전류제어회로를 세부적으로 나타낸 회로도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법에 대한 흐름도
도 9는 본 발명에 의한 인젝터 드라이버 설정 프로그램의 인젝터 설정 화면
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
인젝터 드라이브 설정 시스템의 제 1 실시 예
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 시스템의 구성도이다.
본 발명의 제 1 실시 예에 의한 인젝터 드라이브 설정 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이, 각 실린더에 장착되어 연료를 분사하는 복수 개의 인젝터(210)와, 상기 인젝터(210)의 연료 분사를 제어하고 이상 신호를 검출하는 ECU와, 상기 연료의 종류에 따라 상기 인젝터를 선택하는 복수 개의 릴레이(RL_n)와, 상기 ECU의 마이컴(230)에 의해 상기 복수 개의 릴레이(RL_n)를 동시에 또는 개별적으로 선택 구동하는 복수 개의 릴레이 구동 단(Q2_n); 및 상기 ECU의 마이컴(230)에 의해 상기 릴레이(RL_n)로 전류 경로를 형성하여 상기 인젝터(210)를 구동하는 인젝터 구동 단(Q1_n)을 포함하여 구성된다.
기존의 인젝터 드라이브 설정 시스템의 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 ECU(230)에 의해 1개의 릴레이 구동 단(Q2)이 동작하여 복수 개의 릴레이(RL_n)를 동시에 구동하도록 구성되어 있다. 하지만, 본 발명의 제 1 실시 예에서는 상기 인젝터(210)에 각각 연결된 릴레이(RL_n)를 동시에 또는 개별적으로 선택 구동할 수 있도록 상기 릴레이(RL_n)를 구동하는 릴레이 구동 단(Q2_n)을 상기 릴레이(RL_n) 각각에 연결하여 구성하였다. 이에 의해, 본 발명에서는 가솔린 분사 종료 후 상기 인젝터(210)를 개별적으로 CNG 전환이 가능하다.
인젝터 드라이브 설정 시스템의 제 2 실시 예
도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 의한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 시스템의 구성도이다.
본 발명의 제 2 실시 예에 의한 인젝터 드라이브 설정 시스템은 도 5에 도시된 바와 같이, 각 실린더에 장착되어 연료를 분사하는 복수 개의 인젝터(210)와, 상기 인젝터(210)의 연료 분사를 제어하고 이상 신호를 검출하는 ECU의 마이컴(230)과, 상기 인젝터(210)와 접지단 사이에 스위칭 되는 제 1 스위칭 소자(Q3)와, 상기 ECU의 마이컴(230)에 의해 스위칭 되어 배터리(220)의 전압을 제 1 노드(A)로 공급하도록 전류 경로를 형성하는 제 2 스위칭 소자(Q1)와, 상기 제 1 노드(A)의 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기(AF)와, 상기 증폭기(AF)의 출력 신호(B)와 상기 ECU의 마이컴(230)의 제어 신호(C)를 입력하여 상기 제 1 스위칭 소자(Q3)의 동작을 제어하는 AND 게이트(G)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자(Q1,Q2)는 바이폴라 NPN 트랜지스터로 각각 구성되어 있다.
상기 마이컴(230)에서 상기 제 2 스위칭 소자(Q2)의 베이스 단자로 입력되는 제어신호는 상기 인젝터의 총 분사시간 동안 "하이(High)" 레벨을 갖는 구형파 펄스신호이고, 상기 마이컴(230)에서 상기 AND 게이트(G)로 출력되는 제어신호(C)는 상기 인젝터의 풀-인(Full In) 구간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)을 갖는 구형파 펄스신호이다.
상기 AND 게이트(G)는 상기 증폭기(AF)의 출력신호(B)와 상기 마이컴(230)의 제어신호(C)가 모두 "하이(High)" 레벨을 가질 때 상기 제 1 스위칭 소자(Q3)의 베이스 단자로 "하이(High)" 레벨의 신호를 출력하여 상기 제 1 스위칭 소자(Q3)를 턴-온 시킴으로써, 상기 인젝터(210)를 구동하게 된다.
그러므로, 상기 제 2 실시 예에 의한 인젝터 드라이브 설정 시스템은 릴레이(RL_n)를 사용하지 않고, 논리 회로를 이용하여 상기 인젝터(210)를 동시에 또는 개별적으로 구동할 수 있다. 이에 의해, 가솔린 분사 종료 후 상기 인젝터(210)를 개별적으로 CNG 전환이 가능하다.
인젝터 드라이브 설정 시스템의 제 3 실시 예
도 6은 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 의한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 시스템의 구성도이다.
본 발명의 제 3 실시 예에 의한 인젝터 드라이브 설정 시스템은 도 6에 도시된 바와 같이, 각 실린더에 장착되어 연료를 분사하는 복수 개의 인젝터(210)와, 상기 인젝터(210)의 연료 분사를 제어하고 이상 신호를 검출하는 ECU의 마이컴(230)과, 상기 인젝터(210)와 접지단 사이에 스위칭 되는 제 1 스위칭 소자(Q3)와, 상기 ECU의 마이컴(230)에 의해 스위칭 되어 배터리(220)의 전압을 제 1 노드(A)로 공급하도록 전류 경로를 형성하는 제 2 스위칭 소자(Q1)와, 상기 제 1 노드(A)의 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기(AF)와, 상기 증폭기(AF)의 출력 신호(B)와 상기 ECU의 마이컴(230)의 제어 신호(C)를 입력하여 상기 제 1 스위칭 소자(Q3)의 동작을 제어하는 전류제어회로(300)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자(Q1,Q2)는 바이폴라 NPN 트랜지스터로 각각 구성되어 있다.
상기 마이컴(230)에서 상기 제 2 스위칭 소자(Q2)의 베이스 단자로 입력되는 제어신호는 상기 인젝터의 총 분사시간 동안 "하이(High)" 레벨을 갖는 구형파 펄스신호이고, 상기 마이컴(230)에서 상기 AND 게이트(G)로 출력되는 제어신호(C)는 상기 인젝터의 풀-인(Full In) 구간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)을 갖는 구형파 펄스신호이다.
상기 전류제어회로(300)는 상기 인젝터(210)의 저항 특성에 따라 상기 인젝터(210)의 풀-인 구간과 홀드-인 구간을 자동 조절할 수 있도록 구현한 것으로, 그 구성 및 동작은 도 7과 같다.
전류제어회로(300)
도 7은 도 6에 도시된 전류제어회로를 세부적으로 나타낸 회로도이다.
상기 전류제어회로(300)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 노드(Nd1)의 신호와 상기 ECU의 제어 신호(Nd2)를 입력하는 AND 게이트와, 상기 제 1 노드(Nd1)의 신호에 의해 스위칭 되어 제 4 노드(Nd4)의 전위를 접지단으로 흘러보내는 제 11 트랜지스터(Q11)와, 상기 제 11 트랜지스터(Q11)의 베이스 단자 측에 접속된 제 1 저항(R1)과, 상기 제 4 노드(Nd4)의 신호에 의해 스위칭 되어 제 5 노드(Nd5)의 전위를 제 7 노드(Nd7)로 전송하는 제 12 트랜지스터(Q12)와, 상기 제 4 노드(Nd4)와 접지단 사이에 접속된 제 1 다이오드(D1)와, 상기 제 4 노드(Nd4)와 상기 제 5 노드(Nd5) 사이에 직렬 접속된 제 2 다이오드(D2) 및 제 2 제너 다이오드(ZD2)와, 상기 제 4 노드(Nd4)와 상기 제 7 노드(Nd7) 사이에 병렬 접속된 제 3 저항(R3) 및 제 1 제너 다이오드(ZD1)와, 상기 제 5 노드(Nd5)와 배터리의 전원을 전송하는 제 6 노드(Nd6) 사이에 접속된 제 3 다이오드(D3)와, 상기 제 6 노드(Nd6)와 접지단 사이에 접속된 커패시터(C1)와, 상기 제 6 노드(Nd6)와 상기 제 7 노드(Nd7) 사이에 접속된 코일(L)과, 상기 AND 게이트의 출력 신호에 의해 상기 제 7 노드(Nd7)의 전위를 접지단으로 흘러보내는 제 13 트랜지스터(Q13)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제 11 트랜지스터(Q11)는 바이폴라 NPN 트랜지스터이고, 상기 제 12 및 제 13 트랜지스터(Q12,Q13)는 MOS 트랜지스터로 구성된다.
상기 제 1 노드(Nd1)의 신호는 상기 인젝터의 총 분사시간 동안 "하이(High)" 레벨을 갖는 구형파 펄스신호이고, 상기 제 2 노드(Nd2)를 통해 입력되는 ECU의 제어 신호는 상기 인젝터의 풀-인(Full In) 구간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)을 갖는 구형파 펄스신호이다. 상기 제 1 노드(Nd1)의 신호와 상기 ECU의 제어 신호를 입력으로 하는 상기 AND 게이트의 출력신호(Nd3)는 AND 논리연산에 의해 상기 제 1 노드(Nd1)의 "하이(High)" 레벨의 구간에서 입력된 상기 ECU의 제어 신호와 같다.
상기 제 1 노드(Nd1)의 신호가 "하이(High)" 전위레벨을 가질 때에는 상기 제 11 트랜지스터(Q11)가 턴-오프 되기 때문에 상기 제 12 트랜지스터(Q12)도 턴-오프 상태이지만, 상기 제 1 노드(Nd1)의 신호가 "로우(Low)" 전위레벨을 가질 때에는 상기 제 11 트랜지스터(Q11)가 턴-온 되기 때문에 상기 제 12 트랜지스터(Q12)도 턴-온 상태가 된다.
한편, 상기 제 1 노드(Nd1)의 신호와 상기 ECU의 제어 신호(Nd2)가 모두 "하이(High)" 일 때는 상기 AND 게이트의 출력 신호(Nd3)가 "하이(High)" 전위레벨을 가지게 되어 상기 제 13 트랜지스터(Q13)가 턴-온 된다. 이때, 출력단인 제 7 노드(Nd7)의 전위는 상기 제 13 트랜지스터(Q13)를 통해 전류가 접지단으로 방전되기 때문에 "로우(Low)" 전위레벨을 가지게 된다.
그리고, 상기 제 1 노드(Nd1)의 신호가 "하이(High)"이고 상기 ECU의 제어 신호(Nd2)가 "로우(Low)" 일 때는 상기 AND 게이트의 출력 신호(Nd3)가 "로우(Low)" 전위레벨을 가지게 되어 상기 제 13 트랜지스터(Q13)는 턴-오프 되므로, 상기 제 7 노드(Nd7)의 전위는 "하이(High)" 전위레벨을 가지게 된다.
또한, 상기 제 1 노드(Nd1)의 신호와 상기 ECU의 제어 신호(Nd2)가 모두 "로우(Low)" 일 때는 상기 AND 게이트의 출력 신호(Nd3)가 "로우(Low)" 전위레벨을 가지게 되어 상기 제 13 트랜지스터(Q13)는 턴-오프 되므로, 상기 제 7 노드(Nd7)의 전위는 "하이(High)" 전위레벨을 가지게 된다.
이에 의해, 상기 제 7 노드(Nd7)를 통해 출력되는 출력 신호(OUT)는 도 7의 펄스 신호와 같이, 상기 제 2 노드(Nd2)로 입력되는 ECU의 제어 신호와 반대의 전위를 갖게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 ECU를 통해 상기 인젝터(210)의 풀-인(Full In) 구간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)의 홀딩 주파수 및 주파수 듀티(duty) 값을 설정해 주면, 상기 인젝터(210)의 저항 특성에 따라 상기 인젝터(210)의 풀-인 구간과 홀드-인 구간을 자동 조절할 수 있다.
인젝터 드라이브 설정 방법
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법에 대한 흐름도이다.
도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, PC에 인젝터 드라이버 설정 프로그램을 설치(단계 S110)한 후 ECU(Eletric Control Unit)를 PC에 연결하여 상기 ECU를 구동한다(단계 S120).
그 다음, 상기 인젝터 드라이버 설정 프로그램을 구동하여 인젝터 설정 메뉴를 클릭하면 도 9와 같은 인젝터 설정 화면이 뜬다(단계 S130).
그 다음, 상기 인젝터 드라이버 설정 프로그램에서 상기 인젝터 설정 화면(도 9)을 통해 인젝터의 풀-인(Full In) 시간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)의 홀딩 주파수 및 주파수 듀티(duty) 값을 입력받는다(단계 S140).
끝으로, 상기 인젝터 드라이버 설정 프로그램에서 인젝터의 저항 특성에 따라 상기 인젝터의 풀-인 구간과 홀드-인 구간을 자동 조절한다(단계 S150).
인젝터 드라이버 설정 프로그램의 인젝터 설정 화면
도 9는 본 발명에 의한 인젝터 드라이버 설정 프로그램의 인젝터 설정 화면이다.
상기 인젝터 설정 화면은 도 9와 같이, 인젝터의 풀-인(Full In) 시간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)의 홀딩 주파수 및 주파수 듀티(duty) 값을 입력하여 인젝터 특성을 설정한다.
기존에는 인젝터의 풀-인(Full In) 시간(무효 분사시간)이 고정되어 있어 인젝터가 바뀌게 되면 인젝터의 저항값이 제품마다 다르기 때문에 정상제어가 불가능한 경우가 많아 설계 당시에 반영했던 인젝터만을 사용해야만 했다. 하지만, 본 발명에서는 인젝터 드라이버 설정 프로그램을 통해 인젝터의 풀-인(Full In) 시간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)의 홀딩 주파수 및 주파수 듀티(duty) 값의 설정이 가능하기 때문에 모든 인젝터의 사용이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템은, 인젝터 저항 특성에 따라 인젝터의 풀-인(full-in) 시간 설정과 홀드(hold) 구간의 주파수 듀티(duty)를 설정 가능하도록 설계함으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
210 : 인젝터 220 : 배터리
230 : 마이컴 240 : 코일(coil)
300 : 전류제어회로

Claims (9)

  1. 인젝터 드라이브 설정 시스템에 있어서,
    각 실린더에 장착되어 연료를 분사하는 복수 개의 인젝터와;
    상기 인젝터의 연료 분사를 제어하고 이상 신호를 검출하는 ECU와;
    상기 연료의 종류에 따라 상기 인젝터를 선택하는 복수 개의 릴레이와;
    상기 ECU에 의해 상기 복수 개의 릴레이를 동시에 또는 개별적으로 선택 구동하는 복수 개의 릴레이 구동 단; 및
    상기 ECU에 의해 상기 릴레이로 전류 경로를 형성하여 상기 인젝터를 구동하는 인젝터 구동 단;
    을 포함하는 인젝터 드라이브 설정 시스템.
  2. 인젝터 드라이브 설정 시스템에 있어서,
    각 실린더에 장착되어 연료를 분사하는 복수 개의 인젝터와;
    상기 인젝터의 연료 분사를 제어하고 이상 신호를 검출하는 ECU와;
    상기 인젝터와 접지단 사이에 스위칭 되는 제 1 스위칭 소자와;
    상기 ECU에 의해 스위칭 되어 배터리의 전압을 제 1 노드로 공급하도록 전류 경로를 형성하는 제 2 스위칭 소자; 및
    상기 제 1 노드의 신호와 상기 ECU의 제어 신호를 입력하여 상기 제 1 스위칭 소자의 동작을 제어하는 전류제어회로;를 포함하며,
    상기 ECU는 상기 인젝터의 풀-인(Full In) 구간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)의 홀딩 주파수 및 주파수 듀티(duty) 값을 입력받아 상기 인젝터의 저항 특성에 따라 상기 인젝터의 풀-인 구간과 홀드-인 구간을 자동 조절하는 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 인젝터 구동 단은:
    바이폴라 NPN 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자는:
    바이폴라 NPN 트랜지스터로 각각 구성된 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 전류제어회로는:
    AND 게이트로 구성된 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 전류제어회로는:
    상기 제 1 노드(Nd1)의 신호와 상기 ECU의 제어 신호(Nd2)를 입력하는 AND 게이트와;
    상기 제 1 노드(Nd1)의 신호에 의해 스위칭 되어 제 4 노드(Nd4)의 전위를 접지단으로 흘러보내는 제 11 트랜지스터(Q11)와;
    상기 제 4 노드(Nd4)의 신호에 의해 스위칭 되어 제 5 노드(Nd5)의 전위를 제 7 노드(Nd7)로 전송하는 제 12 트랜지스터(Q12)와;
    상기 제 4 노드(Nd4)와 접지단 사이에 접속된 제 1 다이오드(D1)와;
    상기 제 4 노드(Nd4)와 상기 제 5 노드(Nd5) 사이에 직렬 접속된 제 2 다이오드(D2) 및 제 2 제너 다이오드(ZD2)와;
    상기 제 4 노드(Nd4)와 상기 제 7 노드(Nd7) 사이에 병렬 접속된 제 3 저항(R3) 및 제 1 제너 다이오드(ZD1)와;
    상기 제 5 노드(Nd5)와 배터리의 전원을 전송하는 제 6 노드(Nd6) 사이에 접속된 제 3 다이오드(D3)와;
    상기 제 6 노드(Nd6)와 접지단 사이에 접속된 커패시터(C1)와;
    상기 제 6 노드(Nd6)와 상기 제 7 노드(Nd7) 사이에 접속된 코일(L); 및
    상기 AND 게이트의 출력 신호에 의해 상기 제 7 노드(Nd7)의 전위를 접지단으로 흘러보내는 제 13 트랜지스터(Q13);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 11 트랜지스터(Q11)는 바이폴라 NPN 트랜지스터이고,
    상기 제 12 및 제 13 트랜지스터(Q12,Q13)는 MOS 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.
  8. 제 2 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 노드의 신호는 상기 인젝터의 총 분사시간 동안 "하이(High)" 레벨을 갖는 구형파 펄스신호이고,
    상기 ECU의 제어 신호는 상기 인젝터의 풀-인(Full In) 구간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)을 갖는 구형파 펄스신호인 것을 특징으로 하는 인젝터 드라이버 설정 시스템.
  9. 인젝터 드라이버 설정 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법에 있어서,
    (a) 인젝터 드라이버 설정 프로그램이 구비된 PC에 ECU(Eletric Control Unit)를 연결하는 단계와;
    (b) 상기 인젝터 드라이버 설정 프로그램에서 인젝터 설정 화면을 통해 인젝터의 풀-인(Full In) 시간(무효 분사시간)과 홀드-인(Hold In) 구간(유효 분사시간)의 홀딩 주파수 및 주파수 듀티(duty) 값을 입력받는 단계; 및
    (c) 상기 인젝터 드라이버 설정 프로그램에서 인젝터의 저항 특성에 따라 상기 인젝터의 풀-인 구간과 홀드-인 구간을 자동 조절하는 단계;
    를 포함하는 인젝터 드라이브 설정 방법.
KR1020110003954A 2011-01-14 2011-01-14 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템 KR101054073B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110003954A KR101054073B1 (ko) 2011-01-14 2011-01-14 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110003954A KR101054073B1 (ko) 2011-01-14 2011-01-14 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101054073B1 true KR101054073B1 (ko) 2011-08-03

Family

ID=44932834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110003954A KR101054073B1 (ko) 2011-01-14 2011-01-14 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101054073B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06123248A (ja) * 1992-10-09 1994-05-06 Nippon Carbureter Co Ltd 気体燃料ー液体燃料併用エンジンの燃料切替え方法
JPH11173198A (ja) 1997-12-11 1999-06-29 Denso Corp インジェクタ駆動制御装置
KR20010113692A (ko) * 1999-02-17 2001-12-28 윌리암디.거얼리 가솔린 직접 분사용 가변 출력 펌프
KR20070048684A (ko) * 2007-04-19 2007-05-09 (주)템스 디젤-가스 혼소엔진의 시스템 및 그 제어방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06123248A (ja) * 1992-10-09 1994-05-06 Nippon Carbureter Co Ltd 気体燃料ー液体燃料併用エンジンの燃料切替え方法
JPH11173198A (ja) 1997-12-11 1999-06-29 Denso Corp インジェクタ駆動制御装置
KR20010113692A (ko) * 1999-02-17 2001-12-28 윌리암디.거얼리 가솔린 직접 분사용 가변 출력 펌프
KR20070048684A (ko) * 2007-04-19 2007-05-09 (주)템스 디젤-가스 혼소엔진의 시스템 및 그 제어방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9695757B2 (en) Combustion engine
US9046049B2 (en) Apparatus and method for controlling fuel injection in a bi-fuel vehicle running on two fuels, I.E. gasoline and LPG
AU2007268402B2 (en) Method and apparatus for supplying fuel of LPG car having LPI system
US20130046454A1 (en) System and method for adjusting fuel mass for minimum fuel injector pulse widths in multiple fuel system engines
US10161318B2 (en) System, method, and apparatus for injecting a gas in a diesel engine
WO2009115845A1 (en) A method of and system for improving the fuel efficiency of electronically controlled fuel injected internal combustion engines
US20150047590A1 (en) Apparatus and method for controlling fuel supply of bi-fuel vehicle
KR100852600B1 (ko) 가솔린 및 엘피지 겸용 자동차의 엔진 구동 장치 및 방법
KR20080092233A (ko) 가스 엔진의 연료 공급 방법 및 가솔린 대체 가스 연료분사 제어 장치
KR101054073B1 (ko) 바이 퓨얼 시스템의 인젝터 드라이브 설정 방법 및 그 시스템
KR101201788B1 (ko) 압축 천연가스 및 가솔린 겸용 바이 퓨얼 시스템 및 그의 연료량 보정 방법
de Oliveira et al. Hydrogen electronic injection system for a diesel power generator
CN103415687A (zh) 多燃料内燃机的控制装置
KR101786110B1 (ko) 이중연료 차량의 연료 전환장치 및 이를 이용한 연료 제어방법
KR101252663B1 (ko) 오토 튜닝 모드를 구비한 바이 퓨얼 시스템 및 그의 오토 튜닝 방법
KR101354315B1 (ko) 이중 연료 엔진용 연료전환 제어장치
KR101635983B1 (ko) 바이 퓨얼 차량의 연료펌프 제어장치
KR20130080373A (ko) 연료 검출 장치 및 방법
KR101229447B1 (ko) 바이 퓨얼 시스템의 원격 진단 및 튜닝 시스템
KR102256138B1 (ko) 액상연료용 mpi 인젝터와 gdi 인젝터를 구비한 바이퓨얼 연료공급시스템
KR101181390B1 (ko) 점화진각제어장치를 구비한 씨엔지 바이 퓨얼 시스템의 동작 방법
KR20080032948A (ko) 디젤엔진의 디젤과 디젤파일럿 천연가스 바이퓨얼연소시스템
KR101707038B1 (ko) 연료분사 제어장치
JP2014190311A (ja) バイフューエル内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2011214542A (ja) ガス燃料エンジンの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131120

Year of fee payment: 8