KR101320414B1 - 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101320414B1
KR101320414B1 KR1020130055571A KR20130055571A KR101320414B1 KR 101320414 B1 KR101320414 B1 KR 101320414B1 KR 1020130055571 A KR1020130055571 A KR 1020130055571A KR 20130055571 A KR20130055571 A KR 20130055571A KR 101320414 B1 KR101320414 B1 KR 101320414B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
peak
hold
injector
driving
signal
Prior art date
Application number
KR1020130055571A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130059374A (ko
Inventor
김재기
Original Assignee
주식회사 씨지에스
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 주식회사 씨지에스 filed Critical 주식회사 씨지에스
Priority to KR1020130055571A priority Critical patent/KR101320414B1/ko
Publication of KR20130059374A publication Critical patent/KR20130059374A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101320414B1 publication Critical patent/KR101320414B1/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
    • F02D19/0623Failure diagnosis or prevention; Safety measures; Testing
    • 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
    • F02D19/0639Controlling 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 characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642Controlling 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 characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647Controlling 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 characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • 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
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/32Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • 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
    • 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
    • Y02T10/40Engine management systems

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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 이중 인젝션 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, LPG(액화석유가스:liquefied petroleum gas) 인젝션 엔진과 같은 피크 앤 홀드 인젝션 엔진에 대해 CNG(압축천연가스: compressed natural gas)를 비롯한 다른 종류의 연료를 사용할 수 있도록 동기화된 세츄레이션 펄스(saturation pulse)를 제공하는 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법을 요지로 한다.
본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법에 의하면, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si와 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So 간의 지연 현상을 극소화하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템을 제공하며, 엔진이 운전 중일 때 인젝션 구동 구간에서 인젝션 절환 요청 신호가 입력되더라도 엔진 브레이크가 걸리거나 노킹(knocking) 현상이 발생되는 것을 방지하여 완만한 절환이 이루어지도록 하는 인젝션 제어 시스템을 제공한다.

Description

피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법 {Bi-fuel injection control system for peak-and -hold injection engine, and the method therefor}
본 발명은 이중 인젝션 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, LPG(액화석유가스:liquefied petroleum gas) 인젝션 엔진과 같은 피크 앤 홀드 인젝션 엔진에 대해 CNG(압축천연가스: compressed natural gas)를 비롯한 다른 종류의 연료를 사용할 수 있도록 동기화된 세츄레이션 펄스(saturation pulse)를 제공하는 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
전자제어식 인젝션 엔진은 전자 제어장치(electronic control unit)으로써 엔진의 회전수와 흡입 공기량, 흡입 압력, 액셀러레이터 개방 정도 등에 맞추어 미리 정해 놓은 점화시기 MAP(Manifold Absolute Pressure) 값과 연료분사 MAP 값 등을 조회하여 수온센서, 산소센서 등을 보정하고 인젝터의 개폐율을 조정한다. 특히 LPG 인젝션 엔진과 같은 피크 앤 홀드 인젝션 엔진은 인젝터를 구동하기 위한 신호로써 피크 앤 홀드(peak and hold) 신호를 이용한다. 따라서 피크 앤 홀드 인젝션 엔진에 대해 CNG(압축천연가스: compressed natural gas)를 비롯한 다른 종류의 연료를 사용하기 위해서는, 피크 앤 홀드(peak and hold) 신호를 제공받아 단일의 펄스, 즉 세츄레이션 펄스(saturation pulse)로써 다른 종류의 연료를 실린더에 분사하는 인젝터를 구동해야 한다.
본 발명에 관한 배경 기술로서, 도면 제1도에 도시된 대한민국 등록특허 제10-0941950호의 피크 앤 홀드 인젝션 분사시간 계측장치 기술이 있다. 이 기술은, 주 제어부의 출력단자와 인젝터 사이의 구동신호 출력선 상에 직렬로 연결되어 세츄레이션 인젝터 또는 또 다른 피크 앤 홀드 인젝터를 통한 엔진 구동시 기 설치되어 있는 피크 앤 홀드 인젝터들에 공급되고 있는 1주기당 피크 전압과 홀드 전압들을 검출하는 수개의 저항과; 사용자가 주,부 제어부 중 어느 제어부를 통해 피크 앤 홀드 인젝터 또는 세츄레이션 인젝터를 구동시킬지 여부를 선택하기 위해 상기 부 제어부의 입력단자에 설치된 인젝터 선택 스위치와; 상시 폐쇄형 접점 스위치가 상기 저항들에 각각 병렬 연결되는 형태에서 자체는 부 제어부의 출력단자에 연결된 구성을 갖고 사용자가 상기 인젝터 선택 스위치를 "온"시켜 부 제어부를 통한 피크 앤 홀드 인젝터 또는 세츄레이션 인젝터를 구동시키고자 할 때 상기 부 제어부의 출력신호에 의해 구동되어 상시 폐쇄형 접점 스위치가 "오프"되게 하는 수개의 릴레이와; 상기 저항들을 통해 검출되는 피크 앤 홀드 인젝터들의 1주기당 피크전압과 홀더전압들을 실시간으로 계속 적분하여 총 구동전압으로 변환한 후 이를 세츄레이션 인젝터 또는 또 다른 피크 앤 홀드 인젝터 제어용 부 제어부로 전송하여 주는 수개의 적분기;로 구성된 피크 앤 홀드 인젝션 분사시간 계측장치를 특징으로 한다. 그러나 이 기술은 릴레이에 의존하여 피크 앤 홀드 인젝션 분사시간을 계측하도록 구성되어 있어, 주행중 인젝터 선택 스위치를 조작하여 피크 앤 홀드 인젝션이 진행 중인 구간에서 릴레이 접점이 작동되는 경우 대형 사고를 일으킬 수 있는 문제가 있다. 또한, 적분기를 사용함으로써 시정수에 따른 세츄레이션 펄스의 지연을 초래함으로써 세츄레이션 인젝션 시의 연료 효율을 저감시킬 수 있는 제약이 있다.
본 발명에 관한 다른 배경 기술로서, 도면 제2도에 도시된 대한민국 등록특허 제10-1200944호의 GDI엔진용 이중 연료공급 제어장치 기술이 있다. 이 기술은 피크 앤 홀드 인젝션 방식의 GDI엔진 제어장치에 있어서, 이중 연료 제어용 ECU에서 일정시간 동안 출력되는 세츄레이션 구동신호에 부응하여 흡기밸브 개방시 이중 연료를 분사시켜 주는 수개의 이중 연료 인젝터와; 일측 단자는 GDI 인젝터의 일측 단자에 공접되고 타측 단자는 인젝터 절체용 릴레이의 접점 스위치 중 일측 고정단자에 연결되는 수개의 더미와; 이중 연료 제어용 ECU의 제어를 받아 이중 연료 사용시 접점 스위치의 가동단자를 더미 측으로 접속시켜 주는 수개의 인젝터 절체용 릴레이와; 이중 연료 사용으로 인해 인젝터 절체용 릴레이의 접점 스위치 가동단자가 더미 측으로 접속되어 자체에 일정전류가 흐를 때 이를 GDI 제어용 ECU에 인젝션신호로 전달하여 상기 GDI 제어용 ECU로 하여금 본래의 GDI 인젝터가 정상으로 작동되고 있는 것으로 인식하게 하는 수개의 션트와; 상기 션트들을 통해 검출되는 전류를 증폭시킨 다음 검출된 전류에 정해진 보정값을 연산시켜 이중 연료 제어용 ECU로 하여금 이중 연료 인젝터들의 실제 "온"시간을 정확히 추출하여 일정시간 동안 세츄레이션 구동신호를 출력시키도록 하는 파형 증폭 및 연산부와; GDI 엔진을 세추레이션 구동방식에 의한 이중 연료로 구동시키는데 필요한 전반적인 제어기능을 수행하는 이중 연료 제어용 ECU;를 부가 설치한 GDI 엔진용 이중 연료공급 제어장치를 특징으로 한다. 그러나 이 기술도 릴레이에 의존하여 피크 앤 홀드 인젝션에 따라 세츄레이션 인젝션을 제어하므로, 주행중 피크 앤 홀드 인젝션이 진행 중인 구간에서 릴레이 접점이 작동되는 경우 대형 사고를 일으킬 수 있는 문제가 있다.
본 발명에 관한 또 다른 배경 기술로서, 도면 제3도에 도시된 대한민국 공개특허 특2003-0033141호의 가솔린/엘피쥐 인젝션 인터페이스 회로 기술이 있다. 이 기술은 사용자 모드 선택에 따라 ECU로부터 온/오프 제어신호를 인가받아 스위칭을 수행하기 위한 제 2 스위칭 소자; 상기 사용자 모드 선택시 인터페이스 유닛으로부터 온/오프 제어신호를 인가받아 스위칭을 수행하기 위한 제 1 스위칭 소자; 상기 인터페이스 유닛으로부터 출력되는 상기 온/오프 제어신호를 인가받아 상기 온/오프 제어신호의 반전 신호를 출력하기 위한 드라이버; 상기 제 1 스위칭 소자 및 제 2 스위칭 소자가 턴온될 때 동작되는 하나 이상의 가솔린 인젝터; 및 상기 드라이버에 접속되는 하나 이상의 가스 인젝터로 이루어져, 접점 방식의 제어가 아닌, 무접점 방식의 스위칭 제어가 이루어지도록 하는 가솔린/엘피쥐 인젝션 인터페이스 회로를 특징으로 한다. 그러나, 이 기술은 가솔린 인젝터와 제 1 스위칭 소자 및 제 2 스위칭 소자가 직렬로 연결되어 구동되므로, 인터페이스 유닛에 의해 제 2 스위칭 소자가 턴 오프되면 가솔린 인젝터로는 전류가 흐르지 않게 되어 가솔린 인젝터가 고장인 것으로 인식될 우려가 있다. 또한 R-C 시정수에 의한 인젝션 파형이 인터페이스 유닛으로의 지연된 펄스를 제공함으로써 가스 인젝터의 연료 효율을 저감시킬 수 있는 제약이 있다.
KR 10-0941950 B1 KR 10-1200944 B1 KR 10-0988608 B1 JP 2001-227392 A JP 2002-201987 A JP 11-186032 A US 5755211 A WO 2006030844 A1
종래의 이중 연료 인젝션 제어에서는 인젝션 절환 요청 신호에 대해 인젝션 구동 신호를 임의의 시점에서 스위칭하도록 구성되어 있어 엔진이 운전 중일 때 인젝션 구동 구간에서 인젝션 절환이 이루어질 수 있고, 릴레이만으로 인젝션 절환을 하는 경우에는 릴레이의 기계적인 접점이 동작 중일 때 인젝션 구동이 일어날 수 있다. 이 경우, 엔진에는 두 종류의 연료가 인젝션되어 혼입되거나 단일의 인젝터 동작이 불완전하게 종료됨에 따라, 엔진 브레이크가 걸리거나 노킹(knocking)이 일어나게 되어 대형 사고로 연결될 소지가 있다.
본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si와 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So 간의 지연 현상을 극소화하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한 엔진이 운전 중일 때 인젝션 구동 구간에서 인젝션 절환 요청 신호가 입력되더라도 엔진 브레이크가 걸리거나 노킹(knocking) 현상이 발생되는 것을 방지하여 완만한 절환이 이루어지도록 하는 인젝션 제어 시스템을 하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명은,
각 피크 앤 홀드 인젝터와 ECU 간에 직렬로 연결되어 개별 피크 앤 홀드 인젝터를 구동하는 ECU의 파형을 논리 레벨의 파형으로 변환하고, 상기 변환된 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 마이크로프로세서(110)에 제공하는 신호 제어 및 레벨 변환;와 사용자로부터 인젝션 연료를 선택하기 위한 스위치를 구비하며, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부를 제어하여 피크 앤 홀드 인젝터로써 엔진을 구동하거나, 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So로 도출하여 세츄레이션 인젝터 구동부(120)에 제공하는 마이크로프로세서; 상기 마이크로프로세서로부터 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 제공받아 세츄레이션 인젝터들을 구동하는 세츄레이션 인젝터 구동부;로 구성된 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템과 그 구동 방법을 과제의 해결 수단으로 제공한다.
본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법에 의하면, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si와 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So 간의 지연 현상을 극소화하는 작용 효과를 제공한다.
또한, 엔진이 운전 중일 때 인젝션 구동 구간에서 인젝션 절환 요청 신호가 입력되더라도 엔진 브레이크가 걸리거나 노킹(knocking) 현상이 발생되는 것을 방지하여 완만한 절환이 이루어지도록 하는 기술적 효과를 제공한다.
도면 제1도는 배경 기술로서 피크 앤 홀드 인젝션 분사시간 계측장치의 구성
도면 제2도는 다른 배경 기술로서, GDI엔진용 이중 연료공급 제어장치의 구성
도면 제3도는 또 다른 배경 기술로서, 가솔린/엘피쥐 인젝션 인터페이스 회로의 구성
도면 제4도는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진으로서 LPG 엔진의 구성
도면 제5도는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 인젝터 구동예
도면 제6도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 기본 구성
도면 제7도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 인젝터 구동 파형의 예
도면 제8도는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호로부터 세츄레이션 인젝터 구동 신호를 아날로그 방식으로 도출하는 예
도면 제9도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 신호 입출력 관계
도면 제10도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 전체 구성
도면 제11도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템에서 신호 제어 및 레벨 변환부의 기본 구성
도면 제12도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템에서 신호 제어 및 레벨 변환부의 작용 관계
도면 제13도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템에서 신호 제어 및 레벨 변환부의 일실시예
도면 제14도는 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호로부터 인젝터 구동 신호 So를 도출하는 메카니즘
도면 제15도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호를 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So로 도출하는 루틴의 흐름도
도면 제16도는 피크 앤 홀드 인젝터로써 운전중인 엔진을 세추레이션 인젝터로 전환하는 타임 차트의 일례
도면 제17도는 세츄레이션 인젝터로써 운전중인 엔진을 피크 앤 홀드 인젝터로 전환하는 타임 차트의 일례
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 이에 따라 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다.
본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예 들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도면 제4도는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진으로서 LPG 엔진의 구성을 도시한다. 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 예로서는 LPG 엔진을 들 수 있으며, 상기 LPG 엔진은 LPG ECU에 의해 엔진의 회전수와 흡입 공기량, 흡입 압력, 액셀러레이터 개방 정도 등에 맞추어 미리 정해 놓은 점화시기 MAP(Manifold Absolute Pressure) 값과 연료분사 MAP 값 등을 조회하여 수온센서, 산소센서 등을 보정하고 인젝터의 개폐율을 조정한다. LPG 인젝션 엔진과 같은 피크 앤 홀드 인젝션 엔진은 인젝터를 구동하기 위한 신호로써 피크 앤 홀드(peak and hold) 신호를 이용한다. 이하에서는 본 발명의 특징적 구성을 명확히 설명하기 위해 인젝터와 ECU를 중심으로 설명한다.
도면 제5도는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 인젝터 구동예를 도시한다. 피크 앤 홀드 인젝션 엔진은 연료를 주입하는 피크 앤 홀드 인젝터들이 배터리 전원 BATT+ 를 공통으로 연결되고, 각각의 인젝터들은 ECU 내의 콘트롤러에 의해 제어되는 스위칭 소자들에 의해 각각 접지로 스위칭된다. 상기 인젝터들과 스위칭 소자들은 엔진의 실린더별로 각각 구비되며, 인젝터들은 ECU의 스위칭 소자가 on 됨에 따라 흐르는 전류에 의해 구동되는 솔레노이드 밸브를 주로 사용한다. 상기 인젝터들은 LPG와 같은 높은 압력의 연료를 사용하는 경우, 그 개폐를 위한 파워가 필요하므로 높은 전류가 요구되는데 인덕터에 해당하는 솔레노이드 밸브를 흐르는 전류값이 인가 전압의 적분값이므로 구동 펄스폭이 증가함에 따라 증가하게 된다. 따라서 상기의 인젝터들은 초기에 솔레노이드 밸브를 개방하기 위한 일정폭의 펄스(peak)를 가하고, 그 이후에는 전류를 제한하기 위해 초퍼 방식의 펄스열(hold)로 구동하는 피크 앤 홀드 펄스로 구동한다. 따라서 4실린더 피크 앤 홀드 인젝션 엔진을 예로 들면, 도면 제5도의 우측 하단에 예시된 것과 같이 각각의 실린더별로 ECU로부터 제공되는 피크 앤 홀드 신호에 의해 개폐된다.
도면 제6도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 기본 구성을 도시한다. 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템은, 피크 앤 홀드 인젝터를 사용하는 엔진에 대해 상기 피크 앤 홀드 인젝터를 구동하는 신호를 이용하여 피크 앤 홀드 인젝션 엔진을 구동하거나, 세츄레이션 인젝터로써 다른 연료를 엔진에 제공하여 구동하기 위한 제어 유닛(100);과 상기 제어 유닛(100)에 의해 선택적으로 구동되는 세츄레이션 인젝터 구동부(120)를 구비한다. 상기 제어 유닛(100)은 상기 피크 앤 홀드 인젝터와 ECU 간에 구비되고, 상기 제어 유닛(100)은 ECU로부터 제공되는 피크 앤 홀드 신호로써 피크 앤 홀드 인젝션 엔진을 구동하거나, 세츄레이션 인젝터 구동부(120)를 통해 세츄레이션 인젝터들을 구동한다. 도면에서는 생략되어 있으나, 상기 제어 유닛(100)은 사용자로부터 인젝션 연료를 선택하기 위한 스위치를 구비한다.
도면 제7도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 인젝터 구동 파형의 예를 도시한다. 도면의 상단 2개도는 피크 앤 홀드 인젝터의 구동 신호의 실측 파형과 이를 도시한 예이고, 하단의 2개도는 상기 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호에 대응하는 세츄레이션 인젝터 구동 신호의 실측 파형과 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템은, 피크 앤 홀드 인젝터를 구동하는 신호를 이용하여 피크 앤 홀드 인젝션 엔진을 구동하거나, 상기 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호로부터 세츄레이션 인젝터 구동 신호를 도출하여 다른 연료를 엔진에 제공한다. 도면 제7도에 도시된 바와 같이 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호는 인젝터 구동시간 초기에는 수 msec 폭의 피크 신호를 인젝터에 제공하고, 이어 10~20 μsec의 주기를 가지는 짧은 펄스열로 구성되는 홀드 펄스로써 구성된다. 본 발명은 상기 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si에 대해 동일한 인젝터 구동시간을 제공하는 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 도출하여 세츄레이션 인젝터를 구동하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템을 제공한다.
도면 제8도는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호로부터 세츄레이션 인젝터 구동 신호를 아날로그 방식으로 도출하는 예들을 도시한다. 도면의 (a)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호를 도시하며, 도면 (b)는 상기 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호를 반전 증폭한 신호를 도시한다. 앞의 배경 기술에서도 설명된 바와 같이 통상적인 경우, 상기 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호를 적분기를 거치거나 R-C 시정수 회로를 통한 뒤 비교기를 사용하여 세츄레이션 인젝터 구동 신호를 출력하는 방식이 널리 이용되고 있다. 도면의 (c)의 좌측 도면은 도면 (b)의 반전된 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호를 적분한 파형과 비교기 기준 전압의 예를 도시하며, 도면의 (c)의 우측 도면은 도면 (b)의 반전된 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호를 R-C 시정수 회로를 통한 파형과 비교기 기준 전압의 예를 도시한다. 도면 (d)는 상기 도면의 (c)의 파형을 기준 전압과 비교한 비교기 출력의 예를 각각 도시한다.
도시된 바와 같이 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호를 적분기를 거치거나 R-C 시정수 회로를 통한 파형을 비교기 기준 전압 Vr과 비교하는 경우, Vr을 하단 측으로 설정하면 비교기 출력으로 제공되는 세츄레이션 인젝터 구동 신호는 앞단과 뒷단에 시간 지연이 발생한다. 또한 적분기를 거치거나 R-C 시정수 회로를 통한 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호의 상단측 전압으로 기준 전압 Vr을 설정하면 상단측의 리플(ripple)의 영향으로 세츄레이션 인젝터 구동 신호에 잡음이 발생할 소지가 있다. 상기 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 상단측의 리플(ripple)을 줄이기 위해 적분기 내지 R-C 회로의 시정수를 증가시키면 홀드 인젝터 구동 신호의 방전 시간이 증가하여 세츄레이션 인젝터 구동 신호의 뒷단 시간 지연이 증가하는 문제가 있다.
따라서 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호를 적분기를 거치거나 R-C 시정수 회로를 통한 파형을 비교기 기준 전압 Vr과 비교하는 구성은, 세츄레이션 인젝터 구동 신호에 시간 지연을 발생시켜 정확한 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어가 곤란한 문제가 있다
도면 제9도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 신호 입출력 관계를 도시한다. 본 발명에서는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 논리 레벨로 변환하고 이를 마이크로프로세서(110)에 제공하며, 상기 마이크로프로세서(110)에서 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 카운터를 이용하여 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So로 제공함으로써 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si와 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So 간의 지연 현상을 극소화하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템을 제공한다.
도면 제10도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 전체 구성을 도시한다. 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템은 피크 앤 홀드 인젝터를 구동하는 신호를 이용하여 피크 앤 홀드 인젝션 엔진을 구동하거나, 세츄레이션 인젝터로써 다른 연료를 엔진에 제공하여 구동하기 위한 제어 유닛(100);과 상기 제어 유닛(100)에 의해 선택적으로 구동되는 세츄레이션 인젝터 구동부(120)를 구비한다. 상기 제어 유닛(100)은 각 피크 앤 홀드 인젝터와 ECU 간에 직렬로 연결된 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)와 마이크로프로세서(110)로 구성된다.
상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)는 각 피크 앤 홀드 인젝터별로 각각 구비되어 개별 피크 앤 홀드 인젝터를 구동하는 ECU의 파형을 논리 레벨의 파형으로 변환하고, 상기 변환된 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 마이크로프로세서(110)에 제공한다. 상기 마이크로프로세서(110)는 제공받은 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So로 도출하여 세츄레이션 인젝터 구동부(120)에 제공함으로써 세츄레이션 인젝터들을 구동한다.
또한 상기 마이크로프로세서(110)는 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)를 제어하여 피크 앤 홀드 인젝터로써 엔진을 구동하거나, 세츄레이션 인젝터로써 다른 연료를 엔진에 제공하여 구동한다. 도면에서는 생략되어 있으나, 상기 마이크로프로세서(110)는 사용자로부터 인젝션 연료를 선택하기 위한 스위치를 구비한다.
도면 제11도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템에서 신호 제어 및 레벨 변환부의 기본 구성을 도시한다. 본 발명의 신호 제어 및 레벨 변환부는 각 피크 앤 홀드 인젝터별로 각각 구비되며, 도면에는 단일의 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 구비된 신호 제어 및 레벨 변환부를 도시한다. 본 발명의 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)는 모두 동일한 구조로서, 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 각각 직렬로 연결되어 구비된다.
본 발명의 신호 제어 및 레벨 변환부는 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 직렬 저항 Rs를 연결하고 상기 직렬 저항 Rs와 병렬로 스위칭 소자 S1을 구비한다. 상기 직렬 저항 Rs는 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간을 흐르는 구동 전류를 제한하여 피크 앤 홀드 인젝터가 동작하는 전류 이하가 되도록 설정하되, 상기 ECU에서 피크 앤 홀드 인젝터의 전류가 지나치게 감소하여 고장으로 판단하지 않는 범위 내에서 선택한다.
또한 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에는 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자가 연결되는데, 릴레이의 솔레노이드가 동작하지 않을 때 접속되는 디폴트 접점에는 상기 피크 앤 홀드 인젝터와 직렬 저항 Rs의 접속점이 연결되고, 솔레노이드의 동작에 의해 접속되는 접속점에는 BATT+ 측으로 풀업된 저항 Rp가 접속된다.
상기 스위칭 소자 S1과 2회로 접점의 릴레이 S2는 각각 마이크로프로세서(110)에 의해 제어되며, 스위칭 소자 S1은 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S1d, 2회로 접점의 릴레이 S2는 S2d로써 on, off 동작이 제어된다.
상기 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자, 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에는 분압 저항 Rd의 일단이 연결되고, 상기 분압 저항 Rd의 타단부터 접지간에는 논리 출력 저항 RL이 연결되며, 상기 분압 저항 Rd의 타단과 논리 출력 저항 RL의 접속점에는 논리 회로의 전원 VDD가 연결되어, 논리 출력 저항 RL의 양단으로 인가되는 논리 레벨의 출력 Sout이 마이크로프로세서(110)에 제공된다. 본 발명의 신호 제어 및 레벨 변환부는 각 피크 앤 홀드 인젝터별로 각각 구비되며, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들로부터 제공되는 논리 레벨의 출력 Sout들과 스위칭 소자 S1 및 2회로 접점의 릴레이 S2를 제어하는 S1d, S2d는 단일의 마이크로프로세서(110)로써 처리되도록 구성한다.
도면 제12도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템에서 신호 제어 및 레벨 변환부의 작용 관계를 도시한다. 도면 제11도에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 신호 제어 및 레벨 변환부는 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 직렬 저항 Rs를 연결하고 상기 직렬 저항 Rs와 병렬로 스위칭 소자 S1을 구비한다. 또한 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에는 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자가 연결되는데, 릴레이의 솔레노이드가 동작하지 않을 때 접속되는 디폴트 접점에는 상기 피크 앤 홀드 인젝터와 직렬 저항 Rs의 접속점이 연결되고, 솔레노이드의 동작에 의해 접속되는 접속점에는 BATT+ 측으로 풀업된 저항 Rp가 접속된다. 상기 스위칭 소자 S1과 2회로 접점의 릴레이 S2는 각각 마이크로프로세서(110)에 의해 제어되며, 스위칭 소자 S1은 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S1d, 2회로 접점의 릴레이 S2는 제어 출력 S2d로써 on, off 동작이 제어된다.
본 발명의 신호 제어 및 레벨 변환부는 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에는 스위칭 소자 S1과, 공통단자 및 디폴트 접점으로 구성되는 2회로 접점의 릴레이 S2가 마이크로프로세서(110)에 의해 on, off 제어된다.
이에 대한 작용 관계를 살펴보면, 도면 제12도의 (a)는 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자 및 디폴트 접점이 접속된 경우, 신호 제어 및 레벨 변환부의 간략화된 구성을 도시한다. 이때에는 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 가 연결됨으로써 피크 앤 홀드 인젝터가 동작되는 상태로 된다.
도면 제12도의 (b)는 스위칭 소자 S1이 on되고, 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자가 풀업된 저항 Rp측으로 접속된 경우를 도시한다. 이때에도 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 가 연결됨으로써 피크 앤 홀드 인젝터가 동작되는 상태로 된다.
도면 제12도의 (c)는 스위칭 소자 S1이 off되고, 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자가 풀업된 저항 Rp측으로 접속된 경우를 도시한다. 이 경우에는 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 직렬 저항 Rs가 연결되므로, 피크 앤 홀드 인젝터는 동작하지 않는 상태가 되고 피크 앤 홀드 인젝터를 구동하는 ECU의 신호는 분압 저항 Rd를 거쳐, 논리 출력 저항 RL의 양단으로 인가되는 논리 레벨의 출력 Sout이 마이크로프로세서(110)에 제공된다.
본 발명에서는 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 스위칭 소자 S1과 2회로 접점의 릴레이 S2를 이중으로 구비함으로써, 스위칭 소자 S1에 의한 고속의 스위칭이 가능하다. 또한 2회로 접점 릴레이 S2에 의한 스위칭은 구동회로의 이상이나 S2의 고장이 있더라도 피크 앤 홀드 인젝터의 동작으로 그 상태가 보장된다. 따라서 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템은, 마이크로프로세서(110)에 의해 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 구비된 스위칭 소자 S1과 2회로 접점 릴레이 S2를 병렬로 구동하여 고속의 스위칭과 함께 고장이 있더라도 피크 앤 홀드 인젝터의 동작으로 고정되는 특징이 있다.
도면 제13도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템에서 신호 제어 및 레벨 변환부의 일실시예를 도시한다.
본 발명의 신호 제어 및 레벨 변환부는 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 직렬 저항 Rs를 연결하고 상기 직렬 저항 Rs와 병렬로 스위칭 소자 S1을 구비한다. 상기 직렬 저항 Rs는 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간을 흐르는 구동 전류를 제한하여 피크 앤 홀드 인젝터가 동작하는 전류 이하가 되도록 설정하되, 상기 ECU에서 피크 앤 홀드 인젝터의 전류가 지나치게 감소하여 고장으로 판단하지 않는 범위 내에서 선택한다.
또한 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에는 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자가 연결되는데, 릴레이의 솔레노이드가 동작하지 않을 때 접속되는 디폴트 접점에는 상기 피크 앤 홀드 인젝터와 직렬 저항 Rs의 접속점이 연결되고, 솔레노이드의 동작에 의해 접속되는 접속점에는 BATT+ 측으로 풀업된 저항 Rp가 접속된다.
상기 스위칭 소자 S1과 2회로 접점의 릴레이 S2는 각각 마이크로프로세서(110)에 의해 제어되며, 스위칭 소자 S1은 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S1d, 2회로 접점의 릴레이 S2는 S2d로써 on, off 동작이 제어된다.
스위칭 소자 S1의 예로서 FET 스위치를 사용하며, 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S1d가 다이오드를 거쳐 게이트 소스간 저항 Rg에 인가되어 게이트를 구동한다. 도면의 스위칭 소자 S1에 대해 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S1d가 제공되지 않을 경우에는 스위칭 소자 S1은 on 상태를 유지한다.
또한 2회로 접점 릴레이 S2는 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S2d로써 솔레노이드가 구동되는데, 상기 솔레노이드의 일단은 전류 제한 저항 Rr을 통해 BATT+ 측으로 풀업되어 있고, 상기 솔레노이드의 타단이 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S2d에 연결되어 상기 제어 출력 S2d가 0가 될 때 상기 솔레노이드가 작동하도록 구성된다. 상기 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S2d가 1의 상태에서는 릴레이의 솔레노이드가 동작하지 않으므로 피크 앤 홀드 인젝터와 직렬 저항 Rs의 접속점이 디폴트로 연결된다.
상기 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자, 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에는 분압 저항 Rd의 일단이 연결되고, 상기 분압 저항 Rd의 타단부터 접지간에는 논리 출력 저항 RL이 연결되며, 상기 분압 저항 Rd의 타단과 논리 출력 저항 RL의 접속점에는 논리 회로의 전원 VDD가 연결되어, 논리 출력 저항 RL의 양단으로 인가되는 논리 레벨의 출력 Sout이 마이크로프로세서(110)에 제공된다.
도면 제10도 내지 제13도를 통해 설명된 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)는 각 피크 앤 홀드 인젝터별로 각각 구비되어 개별 피크 앤 홀드 인젝터를 구동하는 ECU의 파형을 논리 레벨의 파형으로 변환하고, 상기 변환된 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 Sout 단자를 통해 마이크로프로세서(110)에 제공한다. 상기 마이크로프로세서(110)는 제공받은 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So로 도출하여 세츄레이션 인젝터 구동부(120)에 제공함으로써 세츄레이션 인젝터들을 구동한다.
도면 제14도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템에서, 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 제공받은 마이크로프로세서(110)에서 인젝터 구동 신호 So를 도출하는 메카니즘을 도시한다.
본 발명의 마이크로프로세서(110)는 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)의 Sout 단자를 통해 제공받은 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si에 대해, 일정 시간 간격 Δt 주기로 체크하여 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 0로 판독되면 세츄레이션 인젝터 구동신호 So를 0로 출력한다. 만약 상기 일정 시간 간격 Δt 주기로 체크하여 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 0이 되고 난 뒤, 다시 Si가 1로 판독되면 세츄레이션 인젝터 구동신호 So를 0로 출력하며, 이어 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 체크하여 연속해서 3회에 걸쳐 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1로 판독될 경우에 세츄레이션 인젝터 구동신호 So를 1로 출력함으로써 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si로부터 세츄레이션 인젝터 구동신호 So를 도출한다. 이때, 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 체크하는 일정 시간 간격 Δt는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 주기보다 작고 반주기보다는 크게 설정하는 것이 바람직하며, 세츄레이션 인젝터 구동신호 So의 출력은 새로운 출력값이 제공되기 전까지는 이전 신호를 유지하도록 마이크로프로세서(110)에 의해 제어된다. 상기 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 체크하는 일정 시간 간격 Δt는 마이크로프로세서(110)에 구비되는 타이머를 통해 설정될 수도 있고, 타이머의 카운트값을 폴링(polling)하거나 타이머의 설정 주기마다 인터럽트(interrupt)를 발생시키는 방법으로 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 체크할 수 있다.
도면 제15도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법으로서, 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 제공받은 마이크로프로세서(110)에서 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 도출하는 루틴의 흐름도를 도시한다. 상기 루틴의 설명은 다음과 같다.
- 먼저 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 제공받아 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 도출하는 루틴이 시작(S100);되면,
- 마이크로프로세서(110)는 일정 시간 간격 Δt를 설정하여 타이머를 구동(S102);시킨다. 이때 일정 시간 간격 Δt는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 주기보다 작고 반주기보다는 크게 설정한다.
- 다음으로 마이크로프로세서(110)는 구동된 타이머의 카운트 값이 일정 시간 간격 Δt 만큼 경과할 때까지 체크(S104);하고,
- 구동된 타이머의 카운트 값이 일정 시간 간격 Δt 만큼 경과되면 입력되는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1인지 체크(S106);한다.
- 상기 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1인지 체크(S106)하는 단계에서, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 0로 판독되면, 마이크로프로세서(110)는 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 0로 출력(S108);하고,
- 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 인젝션 구동 구간이 진행중임을 기억하기 위해 펄스 플래그(flag)를 셋트(set)(S110); 한다.
- 상기 펄스 플래그 셋트(S110) 단계에 이어, 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 3회 반복을 점검하기 위한 카운터값을 0로 설정(S112);하고, 상기 타이머를 구동(S102)하는 단계부터 다시 수행한다.
----------------------------------------------------------------------
- 상기 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1인지 체크(S106)하는 단계에서, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1로 판독되면, 마이크로프로세서(110)는 펄스 플래그(flag)가 셋트(set)되었는지, 즉 1인지를 체크(S114);하고,
- 상기 펄스 플래그(flag)가 1인지를 체크(S114)하는 단계에서, 펄스 플래그(flag)가 0로 판독되면, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1이고 인젝션 구동 구간이 아니므로, 마이크로프로세서(110)는 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 1로 출력(S122);하고,
- 이어 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 3회 반복을 점검하기 위한 카운터값을 0로 설정(S124);하고, 상기 타이머를 구동(S102)하는 단계부터 다시 수행한다.
----------------------------------------------------------------------
- 상기 펄스 플래그(flag)가 1인지를 체크(S114)하는 단계에서, 펄스 플래그(flag)가 1로 판독되면, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1이고 인젝션 구동 구간이 진행중이므로, 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 3회 반복을 점검하기 위한 카운터값을 하나 증가(S116);시키고,
- 다음으로 상기 하나 증가된 카운터값이 3인지를 판단(S118);한다. 상기 하나 증가된 카운터값이 3인지를 판단(S118)하는 단계에서 3이 아니면, 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1이지만 인젝션 구동 구간이 진행중으로 간주하고, 상기 타이머를 구동(S102)하는 단계부터 다시 수행한다.
----------------------------------------------------------------------
- 상기 하나 증가된 카운터값이 3인지를 판단(S118)하는 단계에서 하나 증가된 카운터값이 3이면, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1이고 인젝션 구동 구간이 종료된 것으로 간주하고, 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 인젝션 구동 구간이 진행중임을 설정하는 펄스 플래그(flag)를 리셋트(set)(S120);하고,
- 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 1로 출력(S122);한 뒤,
- 이어 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 3회 반복을 점검하기 위한 카운터값을 0로 설정(S124);하고, 상기 타이머를 구동(S102)하는 단계부터 다시 수행한다.
----------------------------------------------------------------------
종래의 이중 연료 인젝션 제어에서는 외부로부터 인젝션 절환 요청 신호가 입력되면, 릴레이 또는 반도체 스위치로써 인젝션 구동 신호를 임의의 시점에서 스위칭하도록 구성되어 있다. 이러한 구성에 의하면 엔진이 운전 중일 때 인젝션 구동 구간에서 인젝션 절환이 이루어질 수 있다. 또한 릴레이만으로 인젝션 절환을 하는 경우에는 릴레이의 기계적인 접점이 on/off 되는 시간이 수 msec ~ 수십 msec가 소요되므로 접점이 동작 중일 때 인젝션 구동이 일어날 수 있다. 이 경우, 엔진에는 두 종류의 연료가 인젝션되어 혼입되거나 단일의 인젝터 동작이 불완전하게 종료됨에 따라, 엔진 브레이크가 걸리거나 노킹(knocking)이 일어나게 되어 대형 사고로 연결될 소지가 있다. 이로 인해 통상의 이중 연료 인젝션 제어에서는 엔진의 운전 중 인젝션 절환을 제한하도록 구성된다.
본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템은 엔진의 운전 중에도 인젝션 절환 요청 신호에 대해 완만한 절환이 이루어지도록 하는 인젝션 제어 시스템을 제공한다.
도면 제16도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법으로서, 도면 제11도 내지 제13도의 신호 제어 및 레벨 변환부에 의해 피크 앤 홀드 인젝터로써 운전중인 엔진을 세츄레이션 인젝터로 전환하는 타임 차트의 일례를 도시한다. 도면의 예는 4-실린더 피크 앤 홀드 인젝션 엔진이 피크 앤 홀드 인젝션으로 동작 중일 때 시간 t = t1에서, 마이크로프로세서(110)에 구비된 인젝션 연료 선택 스위치를 통해 사용자로부터 연료 절환, 즉 세츄레이션 인젝션으로 절환 요청 신호가 입력된 경우의 실린더별 구동 신호를 도시한다.
도면의 예는 실린더별로 구동되는 피크 앤 홀드 인젝터 및 세츄레이션 인젝터들의 구동 신호 Sio-0, Sio-1, Sio-2, Sio-3와, 실린더별로 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 각각 직렬로 연결되어 구비되는 동일한 구조의 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X) 내의 스위칭 소자 S1들을 구동하는 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S1d-0, S1d-1, S1d-2, S1d-3, 2회로 접점의 릴레이 S2들을 각각 구동하는 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S2d-0, S2d-1, S2d-2, S2d-3의 타이밍 관계를 도시한다. 도면에서 t = t1에서 인젝션 연료 선택 스위치를 통해 사용자로부터 연료 절환 신호가 입력되는 경우 2회로 접점의 릴레이 S2들만으로 절환을 하게 되면, 전술한 바와 같이 Sio-1, Sio-2의 구간에서 릴레이의 기계적인 접점이 on 되는 시간 동안 피크 앤 홀드 인젝션 구동이 일어나게 되어 두 종류의 연료가 인젝션되어 혼입되거나 단일의 인젝터 동작이 불완전하게 종료될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X) 내의 스위칭 소자 S1들을 병렬로 구동하여 상기의 문제를 해결함으로써 운전중의 엔진에 대한 인젝션 절환을 완만하게 순차적으로 진행되도록 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템과 그 구동 방법을 제공한다.
본 발명에서 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 각각 직렬로 연결되어 구비되는 동일한 구조의 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X);와, 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 직렬 저항 Rs;를 연결 구비하고, 상기 직렬 저항 Rs와 병렬로 구비되는 스위칭 소자 S1; 과, 솔레노이드가 동작하지 않을 때 접속되는 디폴트 접점에는 상기 피크 앤 홀드 인젝터와 직렬 저항 Rs의 접속점이 연결되고, 솔레노이드의 동작에 의해 접속되는 접속점에는 BATT+ 측으로 풀업된 저항 Rp가 접속되는 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자가 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에 연결되고, 스위칭 소자 S1은 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S1d, 2회로 접점의 릴레이 S2는 S2d로써 on, off 동작이 제어되며, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들로부터 제공되는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호의 논리 레벨의 출력이 마이크로프로세서(110)에 제공되어 세추레이션 인젝터 구동 신호를 제공하도록 구성된 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법으로서 본 발명은,
- 피크 앤 홀드 인젝션 상태에서 세츄레이션 인젝션으로 절환 요청 신호가 t = t1의 시점에서 입력되면,
- 마이크로프로세서(110)는, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들 각각의 2회로 접점의 릴레이 S2들을 on 시키고, 2회로 접점의 릴레이 S2들이 접속되기 위한 시간 동안 상기 스위칭 소자 S1들의 on 상태를 유지하며,
- 이어 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들로부터 제공되는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호의 논리 레벨의 출력 Sout 들이 1인 구간, 즉 인젝션 구동이 일어나지 않는 구간에서 상기 스위칭 소자 S1들을 off 시키고,
- 다음으로 상기 마이크로프로세서(110)는, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들로부터 제공되는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호로부터 세추레이션 인젝터 구동 신호를 도출하여 출력으로 제공하도록 구성된 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법을 제공한다.
도면 제17도는 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 또 다른 구동 방법으로서, 도면 제11도 내지 제13도의 신호 제어 및 레벨 변환부에 의해 도면 제16도의 제어 방법에 따라 세츄레이션 인젝터로써 운전중인 엔진을 피크 앤 홀드 인젝터로 전환하는 타임 차트의 일례를 도시한다. 도면의 예는 4-실린더 피크 앤 홀드 인젝션 엔진이 세츄레이션 인젝션으로 동작 중일 때 시간 t = t2에서, 마이크로프로세서(110)에 구비된 인젝션 연료 선택 스위치를 통해 사용자로부터 연료 절환, 즉 피크 앤 홀드 인젝션으로 절환 요청 신호가 입력된 경우의 실린더별 구동 신호를 도시한다.
도면의 예는 실린더별로 구동되는 피크 앤 홀드 인젝터 및 세츄레이션 인젝터들의 구동 신호 Sio-0, Sio-1, Sio-2, Sio-3와, 실린더별로 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 각각 직렬로 연결되어 구비되는 동일한 구조의 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X) 내의 스위칭 소자 S1들을 구동하는 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S1d-0, S1d-1, S1d-2, S1d-3, 2회로 접점의 릴레이 S2들을 각각 구동하는 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S2d-0, S2d-1, S2d-2, S2d-3의 타이밍 관계를 도시한다. 본 발명에서는 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X) 내의 스위칭 소자 S1들을 병렬로 구동하여 운전중의 엔진에 대한 인젝션 절환을 완만하게 순차적으로 진행되도록 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템과 그 구동 방법을 제공한다.
본 발명에서 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 각각 직렬로 연결되어 구비되는 동일한 구조의 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X);와, 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 직렬 저항 Rs;를 연결 구비하고, 상기 직렬 저항 Rs와 병렬로 구비되는 스위칭 소자 S1; 과, 솔레노이드가 동작하지 않을 때 접속되는 디폴트 접점에는 상기 피크 앤 홀드 인젝터와 직렬 저항 Rs의 접속점이 연결되고, 솔레노이드의 동작에 의해 접속되는 접속점에는 BATT+ 측으로 풀업된 저항 Rp가 접속되는 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자가 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에 연결되고, 스위칭 소자 S1은 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S1d, 2회로 접점의 릴레이 S2는 S2d로써 on, off 동작이 제어되며, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들로부터 제공되는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호의 논리 레벨의 출력이 마이크로프로세서(110)에 제공되어 세추레이션 인젝터 구동 신호를 제공하도록 구성된 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법으로서 본 발명은,
- 세츄레이션 인젝션 상태에서 피크 앤 홀드 인젝션으로 절환 요청 신호가 t = t2의 시점에서 입력되면,
- 마이크로프로세서(110)는, 각 실린더의 인젝터별로 제공하던 세츄레이션 인젝터 구동 신호가 종료되는 시점부터 해당 실린더의 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들 각각의 2회로 접점의 릴레이 S2들을 off 시키고, 동시에 상기 스위칭 소자 S1들을 on 시키며, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들로부터 제공되는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호로부터 세추레이션 인젝터 구동 신호를 도출하여 출력으로 제공하는 단계를 중지하도록 구성된 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법을 제공한다.
이상과 같이 설명된 본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법에 의하면, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si와 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So 간의 지연 현상을 극소화하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템을 제공하며, 엔진이 운전 중일 때 인젝션 구동 구간에서 인젝션 절환 요청 신호가 입력되더라도 엔진 브레이크가 걸리거나 노킹(knocking) 현상이 발생되는 것을 방지하여 완만한 절환이 이루어지도록 하는 인젝션 제어 시스템을 제공한다.
본 발명의 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법은, 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 제어 유닛 110 : 마이크로프로세서
120 : 세츄레이션 인젝터 구동부
200, 201,...20X : 신호 제어 및 레벨 변환부

Claims (14)

  1. 피크 앤 홀드 인젝션 엔진에 대해 다른 종류의 연료를 사용할 수 있도록 동기화된 세츄레이션 펄스를 제공하는 이중 연료 인젝션 제어 시스템에 있어서,
    각 피크 앤 홀드 인젝터와 ECU 간에 직렬로 연결되어 개별 피크 앤 홀드 인젝터를 구동하는 ECU의 파형을 논리 레벨의 파형으로 변환하고, 상기 변환된 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 마이크로프로세서(110)에 제공하는 신호 제어 및 레벨 변환부(200) (201),...(20X);와
    사용자로부터 인젝션 연료를 선택하기 위한 스위치를 구비하며, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)를 제어하여 피크 앤 홀드 인젝터로써 엔진을 구동하거나, 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So로 도출하여 세츄레이션 인젝터 구동부(120)에 제공하는 마이크로프로세서(110);
    상기 마이크로프로세서(110)로부터 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 제공받아 세츄레이션 인젝터들을 구동하는 세츄레이션 인젝터 구동부(120);를 구비하고,
    상기 신호 제어 및 레벨 변환부는,
    각 피크 앤 홀드 인젝터별로 각각 구비되며,
    피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 직렬로 연결된 직렬 저항 Rs;
    상기 직렬 저항 Rs와 병렬로 연결되는 스위칭 소자 S1;
    상기 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에 연결되는 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자;가 연결되어, 릴레이의 솔레노이드가 동작하지 않을 때 접속되는 디폴트 접점에는 상기 피크 앤 홀드 인젝터와 직렬 저항 Rs의 접속점이 연결되고, 솔레노이드의 동작에 의해 접속되는 접속점에는 BATT+ 측으로 풀업된 저항 Rp가 접속되며,
    상기 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자, 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에는 분압 저항 Rd의 일단이 연결되고,
    상기 분압 저항 Rd의 타단부터 접지간에는 논리 출력 저항 RL이 연결되며,
    상기 분압 저항 Rd의 타단과 논리 출력 저항 RL의 접속점에는 논리 회로의 전원 VDD가 연결되어, 논리 출력 저항 RL의 양단으로 인가되는 논리 레벨의 출력 Sout이 마이크로프로세서(110)에 제공되도록 구성된 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서 상기 직렬 저항 Rs는,
    피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간을 흐르는 구동 전류를 제한하여 피크 앤 홀드 인젝터가 동작하는 전류 이하가 되도록 설정하되,
    상기 ECU에서 피크 앤 홀드 인젝터의 전류가 지나치게 감소하여 고장으로 판단하지 않는 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템
  4. 제1항에 있어서 상기 스위칭 소자 S1과 2회로 접점의 릴레이 S2는,
    각각 마이크로프로세서(110)에 의해 제어되며,
    스위칭 소자 S1은 마이크로프로세서(110)의 제어 출력 S1d, 2회로 접점의 릴레이 S2는 S2d로써 on, off 동작이 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템
  5. 제1항에 있어서 상기 마이크로프로세서(110)는,
    신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)의 Sout 단자를 통해 제공받은 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si에 대해, 일정 시간 간격 Δt 주기로 체크하여,
    논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 0로 판독되면 세츄레이션 인젝터 구동신호 So를 0로 출력하고,
    상기 일정 시간 간격 Δt 주기로 Si를 체크하여 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 0이 되고 난 뒤, 다시 Si가 1로 판독되면 세츄레이션 인젝터 구동신호 So를 0로 출력하며,
    이어 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 체크하여 연속해서 3회에 걸쳐 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1로 판독될 경우에 세츄레이션 인젝터 구동신호 So를 1로 출력함으로써 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si로부터 세츄레이션 인젝터 구동신호 So를 도출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템
  6. 제5항에 있어서 상기 일정 시간 간격 Δt는,
    피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 주기보다 작고 반주기보다는 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템
  7. 제5항에 있어서 상기 세츄레이션 인젝터 구동신호 So의 출력은,
    새로운 출력값이 제공되기 전까지는 이전 신호를 유지하도록 마이크로프로세서(110)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템
  8. 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 직렬로 연결된 직렬 저항 Rs; 상기 직렬 저항 Rs와 병렬로 연결되는 스위칭 소자 S1; 상기 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에 연결되는 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자;가 연결되어, 릴레이의 솔레노이드가 동작하지 않을 때 접속되는 디폴트 접점에는 상기 피크 앤 홀드 인젝터와 직렬 저항 Rs의 접속점이 연결되고, 솔레노이드의 동작에 의해 접속되는 접속점에는 BATT+ 측으로 풀업된 저항 Rp가 접속되며, 상기 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자, 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에는 분압 저항 Rd의 일단이 연결되고, 상기 분압 저항 Rd의 타단부터 접지간에는 논리 출력 저항 RL이 연결되며, 상기 분압 저항 Rd의 타단과 논리 출력 저항 RL의 접속점에는 논리 회로의 전원 VDD가 연결되어, 논리 출력 저항 RL의 양단으로 인가되는 논리 레벨의 출력 Sout이 마이크로프로세서(110)에 제공되도록 구성되고, 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)를 제어하여 피크 앤 홀드 인젝터로써 엔진을 구동하거나, 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So로 도출하여 세츄레이션 인젝터 구동부(120)에 제공하는 마이크로프로세서(110); 및 상기 마이크로프로세서(110)로부터 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 제공받아 세츄레이션 인젝터들을 구동하는 세츄레이션 인젝터 구동부(120);로 구성된 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법으로서,
    - 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 제공받아 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 도출하는 루틴이 시작(S100);되면,
    - 마이크로프로세서(110)는 일정 시간 간격 Δt를 설정하여 타이머를 구동(S102);시키고,
    - 다음으로 마이크로프로세서(110)는 구동된 타이머의 카운트 값이 일정 시간 간격 Δt 만큼 경과할 때까지 체크(S104);하고,
    - 구동된 타이머의 카운트 값이 일정 시간 간격 Δt 만큼 경과되면 입력되는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1인지 체크(S106);한 뒤,
    - 상기 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1인지 체크(S106)하는 단계에서, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 0로 판독되면, 마이크로프로세서(110)는 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 0로 출력(S108);하고,
    - 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 인젝션 구동 구간이 진행중임을 기억하기 위해 펄스 플래그(flag)를 셋트(set)(S110); 하며,
    - 상기 펄스 플래그 셋트(S110) 단계에 이어, 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 3회 반복을 점검하기 위한 카운터값을 0로 설정(S112);하고, 상기 타이머를 구동(S102)하는 단계부터 다시 수행하는 수순의 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법
  9. 제8항에 있어서 상기 일정 시간 간격 Δt는,
    피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 주기보다 작고 반주기보다는 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법
  10. 제8항에 있어서 상기 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1인지 체크(S106)하는 단계에서,
    - 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1로 판독되면, 마이크로프로세서(110)는 펄스 플래그(flag)가 셋트(set)되었는지, 즉 1인지를 체크(S114);하고,
    - 상기 펄스 플래그(flag)가 1인지를 체크(S114)하는 단계에서, 펄스 플래그(flag)가 0로 판독되면, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1이고 인젝션 구동 구간이 아니므로, 마이크로프로세서(110)는 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 1로 출력(S122);하고,
    - 이어 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 3회 반복을 점검하기 위한 카운터값을 0로 설정(S124);하고, 상기 타이머를 구동(S102)하는 단계부터 다시 수행하는 수순의 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법
  11. 제8항에 있어서 상기 펄스 플래그(flag)가 1인지를 체크(S114)하는 단계에서,
    - 펄스 플래그(flag)가 1로 판독되면, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1이고 인젝션 구동 구간이 진행중이므로, 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 3회 반복을 점검하기 위한 카운터값을 하나 증가(S116);시키고,
    - 다음으로 상기 하나 증가된 카운터값이 3인지를 판단(S118);하며, 상기 하나 증가된 카운터값이 3인지를 판단(S118)하는 단계에서 3이 아니면, 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1이지만 인젝션 구동 구간이 진행중으로 간주하고, 상기 타이머를 구동(S102)하는 단계부터 다시 수행하는 수순의 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법
  12. 제11항에 있어서 상기 하나 증가된 카운터값이 3인지를 판단(S118)하는 단계에서,
    - 하나 증가된 카운터값이 3이면, 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si가 1이고 인젝션 구동 구간이 종료된 것으로 간주하고, 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 인젝션 구동 구간이 진행중임을 설정하는 펄스 플래그(flag)를 리셋트(set)(S120);하며,
    - 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 1로 출력(S122);한 뒤,
    - 이어 마이크로프로세서(110)는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si의 홀드 펄스의 3회 반복을 점검하기 위한 카운터값을 0로 설정(S124);하고, 상기 타이머를 구동(S102)하는 단계부터 다시 수행하는 수순의 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법
  13. 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 직렬로 연결된 직렬 저항 Rs; 상기 직렬 저항 Rs와 병렬로 연결되는 스위칭 소자 S1; 상기 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에 연결되는 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자;가 연결되어, 릴레이의 솔레노이드가 동작하지 않을 때 접속되는 디폴트 접점에는 상기 피크 앤 홀드 인젝터와 직렬 저항 Rs의 접속점이 연결되고, 솔레노이드의 동작에 의해 접속되는 접속점에는 BATT+ 측으로 풀업된 저항 Rp가 접속되며, 상기 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자, 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에는 분압 저항 Rd의 일단이 연결되고, 상기 분압 저항 Rd의 타단부터 접지간에는 논리 출력 저항 RL이 연결되며, 상기 분압 저항 Rd의 타단과 논리 출력 저항 RL의 접속점에는 논리 회로의 전원 VDD가 연결되어, 논리 출력 저항 RL의 양단으로 인가되는 논리 레벨의 출력 Sout이 마이크로프로세서(110)에 제공되도록 구성되고, 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)를 제어하여 피크 앤 홀드 인젝터로써 엔진을 구동하거나, 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So로 도출하여 세츄레이션 인젝터 구동부(120)에 제공하는 마이크로프로세서(110); 및 상기 마이크로프로세서(110)로부터 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 제공받아 세츄레이션 인젝터들을 구동하는 세츄레이션 인젝터 구동부(120);로 구성된 피크 앤 홀드 인젝션 엔진에 대해, 피크 앤 홀드 인젝터로써 운전중인 엔진을 세츄레이션 인젝터로 전환하는 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법으로서,
    - 피크 앤 홀드 인젝션 상태에서 세츄레이션 인젝션으로 절환 요청 신호가 t = t1의 시점에서 입력되면,
    - 마이크로프로세서(110)는, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들 각각의 2회로 접점의 릴레이 S2들을 on 시키고, 2회로 접점의 릴레이 S2들이 접속되기 위한 시간 동안 상기 스위칭 소자 S1들의 on 상태를 유지하며,
    - 이어 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들로부터 제공되는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호의 논리 레벨의 출력 Sout 들이 1인 구간, 즉 인젝션 구동이 일어나지 않는 구간에서 상기 스위칭 소자 S1들을 off 시키고,
    - 다음으로 상기 마이크로프로세서(110)는, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들로부터 제공되는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호로부터 세추레이션 인젝터 구동 신호를 도출하여 출력으로 제공하는 수순의 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법
  14. 피크 앤 홀드 인젝터와 이를 구동하는 ECU 간에 직렬로 연결된 직렬 저항 Rs; 상기 직렬 저항 Rs와 병렬로 연결되는 스위칭 소자 S1; 상기 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에 연결되는 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자;가 연결되어, 릴레이의 솔레노이드가 동작하지 않을 때 접속되는 디폴트 접점에는 상기 피크 앤 홀드 인젝터와 직렬 저항 Rs의 접속점이 연결되고, 솔레노이드의 동작에 의해 접속되는 접속점에는 BATT+ 측으로 풀업된 저항 Rp가 접속되며, 상기 2회로 접점의 릴레이 S2의 공통단자, 직렬 저항 Rs와 ECU 의 접속점에는 분압 저항 Rd의 일단이 연결되고, 상기 분압 저항 Rd의 타단부터 접지간에는 논리 출력 저항 RL이 연결되며, 상기 분압 저항 Rd의 타단과 논리 출력 저항 RL의 접속점에는 논리 회로의 전원 VDD가 연결되어, 논리 출력 저항 RL의 양단으로 인가되는 논리 레벨의 출력 Sout이 마이크로프로세서(110)에 제공되도록 구성되고, 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)를 제어하여 피크 앤 홀드 인젝터로써 엔진을 구동하거나, 논리 레벨의 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호 Si를 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So로 도출하여 세츄레이션 인젝터 구동부(120)에 제공하는 마이크로프로세서(110); 및 상기 마이크로프로세서(110)로부터 세츄레이션 인젝터 구동 신호 So를 제공받아 세츄레이션 인젝터들을 구동하는 세츄레이션 인젝터 구동부(120);로 구성된 피크 앤 홀드 인젝션 엔진에 대해, 세츄레이션 인젝터로써 운전중인 엔진을 피크 앤 홀드 인젝터로 전환하는 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법으로서,
    - 세츄레이션 인젝션 상태에서 피크 앤 홀드 인젝션으로 절환 요청 신호가 t = t2의 시점에서 입력되면,
    - 마이크로프로세서(110)는, 각 실린더의 인젝터별로 제공하던 세츄레이션 인젝터 구동 신호가 종료되는 시점부터 해당 실린더의 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들 각각의 2회로 접점의 릴레이 S2들을 off 시키고, 동시에 상기 스위칭 소자 S1들을 on 시키며, 상기 신호 제어 및 레벨 변환부(200), (201),...(20X)들로부터 제공되는 피크 앤 홀드 인젝터 구동 신호로부터 세추레이션 인젝터 구동 신호를 도출하여 출력으로 제공하는 단계를 중지하는 수순의 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템의 구동 방법
KR1020130055571A 2013-05-16 2013-05-16 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법 KR101320414B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130055571A KR101320414B1 (ko) 2013-05-16 2013-05-16 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130055571A KR101320414B1 (ko) 2013-05-16 2013-05-16 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130059374A KR20130059374A (ko) 2013-06-05
KR101320414B1 true KR101320414B1 (ko) 2013-10-23

Family

ID=48858269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130055571A KR101320414B1 (ko) 2013-05-16 2013-05-16 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101320414B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160131461A (ko) * 2015-05-07 2016-11-16 라철호 연료분사 제어장치
KR20170000694A (ko) 2015-06-24 2017-01-03 (주)하이퍼 가솔린 차량으로의 개조를 위한 보조 ecu 및 이의 동작 방법
WO2021081639A1 (en) * 2019-10-29 2021-05-06 Innovative Fuel Systems Ltd. Mixed fuel engine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101454209B1 (ko) * 2014-02-21 2014-10-23 주식회사 케이앤씨 이중연료 차량의 피크 앤 홀드 인젝션 신호 변환장치 및 방법
US11230990B2 (en) 2019-11-11 2022-01-25 Caterpillar Inc. Method and system for valve movement detection

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005233059A (ja) 2004-02-19 2005-09-02 Toyota Motor Corp バイフューエル筒内直噴エンジンの燃料噴射制御方法
KR100941950B1 (ko) 2009-12-23 2010-02-11 김선봉 피크 엔 홀더 인젝션 분사시간 계측장치
KR101200944B1 (ko) * 2011-06-08 2012-11-13 김선봉 Gdi엔진용 이중 연료공급 제어장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005233059A (ja) 2004-02-19 2005-09-02 Toyota Motor Corp バイフューエル筒内直噴エンジンの燃料噴射制御方法
KR100941950B1 (ko) 2009-12-23 2010-02-11 김선봉 피크 엔 홀더 인젝션 분사시간 계측장치
KR101200944B1 (ko) * 2011-06-08 2012-11-13 김선봉 Gdi엔진용 이중 연료공급 제어장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160131461A (ko) * 2015-05-07 2016-11-16 라철호 연료분사 제어장치
KR101707038B1 (ko) * 2015-05-07 2017-02-15 라철호 연료분사 제어장치
KR20170000694A (ko) 2015-06-24 2017-01-03 (주)하이퍼 가솔린 차량으로의 개조를 위한 보조 ecu 및 이의 동작 방법
WO2021081639A1 (en) * 2019-10-29 2021-05-06 Innovative Fuel Systems Ltd. Mixed fuel engine
US12006887B2 (en) 2019-10-29 2024-06-11 Innovative Fuel Systems Ltd. Mixed fuel engine

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130059374A (ko) 2013-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101320414B1 (ko) 피크 앤 홀드 인젝션 엔진의 이중 연료 인젝션 제어 시스템 및 그 방법
US9835105B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
US9903305B2 (en) Control device for internal combustion engine
US20180209373A1 (en) Device for controlling fuel injection in internal combustion engine
US8813723B2 (en) System and method for detecting a stuck fuel injector
US8600644B2 (en) Cylinder pressure sensor compensation systems and methods
EP2980391B1 (en) Device for controlling fuel injection valve
CN106917692B (zh) 利用开启持续时间的喷射器控制方法
US9429126B2 (en) System and method for detecting short-to-ground fault
US9617946B2 (en) Method for controlling an internal combustion engine, and system having an internal combustion engine and a control device
US20150275807A1 (en) Missed fuel injection diagnostic systems and methods
JP2013036344A (ja) 燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御システム
US10876486B2 (en) Fuel injection control device
CN109595088B (zh) 用于车辆推进系统的燃料喷射系统和方法
US11053882B2 (en) Fuel injection valve control device and fuel injection valve control method
WO2009116303A1 (ja) 内燃機関の燃焼状態判定方法
JP6493334B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
KR100941950B1 (ko) 피크 엔 홀더 인젝션 분사시간 계측장치
US11346311B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
EP2752575B1 (en) Fuel supply device for internal combustion engine
JP2019027299A (ja) 燃料噴射制御装置
US20100294247A1 (en) Method for ascertaining an error in a fuel metering unit of an injection system
US20190242323A1 (en) Fuel injection control device
JP6250712B2 (ja) 燃料噴射装置
KR101952713B1 (ko) 피크 앤 홀드 인젝션 신호에서의 단락 회로 진단 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160812

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170920

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee