KR101400572B1 - 엘피아이 차량의 인젝터 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘피아이 차량용 인젝터 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량의 시동이 켜진 후에 연료의 온도가 설정온도보다 낮은지를 판단하는 온도비교단계; 연료의 압력이 설정압력보다 낮은지를 판단하는 압력비교단계; 엔진의 회전수가 설정회전수보다 작은지를 판단하는 회전수비교단계; 및 상술한 단계들이 모두 만족하면 인젝터의 니들밸브에서 연료가 바이패스되어 엔진으로 추가 공급되는 제1바이패스단계;를 포함하는 엘피아이 차량용 인젝터 제어방법을 제공한다.
따라서, 본 발명에 따르면 인젝터 막힘에 의한 시동성 불량, Idle 부조, 주행중 엔진부조등을 방지할 수 있다.
인젝터, 엘피아이, 엔진부조

Description

엘피아이 차량의 인젝터 제어방법{Injector Control method for a Liquefied Petroleum Injection of a vehicle}
본 발명은 엘피아이 차량의 인젝터 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 부조 발생을 방지할 수 있는 엘피아이 차량의 인젝터 제어방법의 제어방법에 관한 것이다.
LPI 연료 시스템에서는 LP 가스 중에 비휘발성 물질인 타아르가 혼입되어 있으며, 이 타아르가 인젝터에 쌓여 Deposit을 발생시키는데, 기존의 LPG 연료 시스템에서는 주기적을 Drain할수 있는 장치가 있었으나 최근의 직접분사 방식인 LPI 시스템에서는 타르에 대한 Drain 방법이 없다.
LPG 연료 특성상 타르의 미생성 방법은 없으며, 현재 LPI 시스템에서는 특별한 대안이 없다.
한편, 타르는 통상적인 실내 온도가 되면 끈끈한 액체 덩어리에서 유동성이 좋은 액화 상태로 변이가 되어 Deposit되지 않지만, 기온이 낮아지는 겨울철에는 Deposit되어 엔진 시동시 시동이 잘 걸리지 않도록 하거나, 엔진의 아이들시 또는 주행중에 엔진이 꺼지는 등의 엔진 부조 현상을 발생시킨다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 밸브 시트 코팅을 하거나, 컷솔 밸브를 삭제, 연료 차단밸브를 개선하는 등의 노력을 수행하고 있으나, 문제가 해결되지 않고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 시동시, 아이들시, 주행 중에 엔진부조 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 엘피아이 차량용 인젝터 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량의 시동이 켜진 후에 연료의 온도가 설정온도보다 낮은지를 판단하는 온도비교단계; 연료의 압력이 설정압력보다 낮은지를 판단하는 압력비교단계; 엔진의 회전수가 설정회전수보다 작은지를 판단하는 회전수비교단계; 및 상술한 단계들이 모두 만족하면 인젝터의 니들밸브에서 연료가 바이패스되어 추가로 공급되는 제1바이패스단계;를 포함하는 엘피아이 차량용 인젝터 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 회전수비교단계 이후에, 시동시간이 설정시간보다 긴 지를 판단하는 시간비교단계를 더 포함하는 것이 가능하다.
특히, 상기 제1바이패스단계 이후에, 아이들 스위치의 온상태가 유지되고, 회전수 변화가 목표 회전수에 비해 소정값 이상으로 변화하면, 상기 인젝터의 니들밸브에서 연료가 바이패스되어 추가로 공급되는 제2바이패스단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1바이패스단계 이후에, 아이들 스위치(idle switch)가 오프되고, 회전수 변화 대비 쓰로틀 개도 변화율이 설정값보다 작으면, 상기 인젝터의 니 들밸브에서 연료가 바이패스되어 추가로 공급되는 제2바이패스단계;를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기 바이패스단계는 상기 니들밸브 내에 형성된 관통홀이 회전되어, 상기 관통홀을 통해 추가적으로 연료가 인젝션될 수 있다.
본 발명에 따르면 인젝터 막힘에 의한 시동성 불량, Idle 부조, 주행중 엔진부조 등을 방지할 수 있다. 나아가, 각각의 상황에 따라 개별적인 조건으로 판단하여 엔진 부조 현상을 보다 효율적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 인젝터가 타르에 의해서 막히는 경우에 연료를 바이패스시켜 엔진에 추가적인 연료를 공급할 수 있다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 연료가 공급되는 구성도이다. 이하, 도 1을 참조해서 설명한다.
봄베(10) 내부에는 연료의 펌핑을 위한 연료펌프(11)가 형성되고, 상기 연료펌프(11)에서 펌핑된 연료가 각 연소실에 마련된 인젝터(20)까지 공급될 수 있도록 하기 위한 연료공급라인(12)이 배관된다. 한편, 연료공급라인(12)으로 공급된 연료의 압력이 일정수준 이상이 될 경우에는 과잉공급된 연료가 봄베(10)로 회수되도록 하기 위한 연료리턴라인(13)이 배관된다. 상기한 연료리턴라인(13)을 통한 연료의 회수는 상기 연료리턴라인(13)의 도중에 장착되는 레귤레이터(14)에 의해서 이루어진다. 상기 레귤레이터(14)의 일측에는 연료의 압력측정을 위한 압력센서가 마련된다.
그리고 봄베(10)에 접속되는 연료공급라인(12)의 일측 도중과, 상기한 인젝터(20)가 접속되는 전방의 연료공급라인(12)의 도중에는 엔진의 운전상황에 따라 연료의 공급이 차단되도록 하기 위한 차단밸브(16,17)가 장착된다. 또한, 상기 인젝터(20)의 전방측 연료공급라인(12)의 도중에는 연료의 온도측정을 위한 온도센서(18)가 장착된다.
이러한 구성에 의해서, 봄베(10)에 수용된 연료가 인젝터(20)을 통해서 인젝션되어 엔진이 구동될 수 있다. 그리고, 연료펌프(11)에 의해서 연료가 가압되어 인젝터에 연료가 원활하게 공급될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 인젝터를 간략히 도시한 도면이다. 이하, 도 2를 참조해서 설명한다.
본 발명에 따른 인젝터(20)는 그 내부에 니들밸브(22)를 포함한다. 즉, 상기 니들밸브(22)는 상기 인젝터(20) 내에 설치된 액츄에이터에 의해서 상하 운동하여 엔진으로 연료를 인젝션할 수 있다.
상기 니들밸브(22)는 외관을 형성하는 케이스(24)가 구비되고, 상기 케이스(24)의 일측에는 원형홈(26)이 형성되어 있다. 상기 원형홈(26)은 대략 원형의 형상으로 이루어진다.
상기 니들밸브(22)의 내부에는 'ㄱ'자 형상의 홈(28)이 형성된다. 즉, 상기 홈(28)의 일단은 상기 케이스(24)의 내주면에 접하고, 상기 홈(28)의 'I'부분은 상기 니들밸브(22)의 중심축상에 위치한다.
상기 홈(28)이 회전되기 전의 위치인 확대된 도면 중 좌측에 도시된 도면에 따르면 상기 홈(28)으로 연료가 전달되지 않는다. 왜냐하면, 연료는 상기 케이스(24)의 외부에 분포되어 있는데, 상기 원형홈(26)과 상기 홈(28)이 서로 연통되지 않기 때문에, 상기 홈(28)으로는 연료가 주입되지 못한다. 다시 말해서, 확대된 도면 중 좌측의 도면은 연료가 상기 홈(28) 내에 존재하지 않는다.
반면에, 상기 홈(28)이 소정 각도 만큼 회전하면 상기 홈(28)과 상기 원형홈(26)이 서로 연통된다. 즉, 상기 케이스(24)의 외측에 위치한 연료가 상기 원형홈(26)과 상기 홈(28)을 차례대로 통과하여, 연료가 엔진으로 추가 공급될 수 있다. 일반적으로는 상기 홈(28)을 통해서 연료가 공급되지 않기 때문에 엔진으로 연료가 공급될 수 있는 경로가 추가적으로 생긴 것으로 볼 수 있다.
상기 홈(28)은 원래 연료가 이동하지 않는 사용되지 않던 새로운 통로이므로 타르가 쌓여있어서 막혀있을 염려가 없다. 따라서, 상기 홈(28)과 상기 원형홈(26)이 서로 연통되는 경우에는 더 많은 연료가 엔진으로 보급된다.
특히, 차량의 시동이 걸리지 않는다거나, 아이들시 또는 주행중에 엔진 부조가 발생할 우려가 있다고 판단되는 경우에는 상기 홈(28)을 회전시킬 수 있다.
본 발명은 시동시, Idle 상태시, 주행중 조건을 판정하고 조건에 따라 인젝터 막힘 현상 및 연료 부족에 의한 현상임을 확인하여 엔진에 더 많은 연료를 공급한다. 예를 들어, 외부 기온이 낮을 때에는 시동이 잘 걸리지 않는데, 구체적으로 는 시동시간이 길거나, 회전수 상승이 안되는 엔진 부조 현상이 발생되는 경우, 엔진의 Idle 상태 또는 주행 중에 회전수가 부적절한 경우에는 상기 니들밸브(22)를 이용해서 추가적인 연료를 공급하게 된다.
도 3 내지 5는 본 발명에 따른 제어방법의 흐름도이다. 이하, 도 3 내지 5를 참조해서 설명한다.
우선, 운전자가 차량의 시동 스위치를 온시킨다(S10). 그러면 연료가 봄베로부터 상기 인젝터(20)로 공급되어, 엔진으로 분사된다.
그러면 연료의 온도가 설정온도보다 낮은지를 판단한다(S12). 이때, 설정온도는 대략 10℃ 정도를 의미할 수 있다. 이는 온도가 낮은 경우에 타르가 디포짓(Deposit)되어 차량의 시동이 잘 걸리지 않도록 할 가능성이 크기 때문이다.
연료의 온도가 설정온도보다 낮으면, 연료의 압력이 설정압력보다 낮은지를 판단한다(S14). 연료의 압력이 낮을 경우에는 연료 펌프, 연료 공급라인, 연료 필터에 의해서 문제가 발생되어 엔진 부조현상이 발생할 가능성이 크기 때문이다.
연료의 압력이 설정압력보다 낮으면, 엔진의 회전수 즉, 실제 회전수가 설정회전수보다 작은지를 판단한다(S16). 이때, 상기 설정회전수는 대략 500rpm으로 설정되는 것이 바람직하다.
엔진의 회전수가 설정회전수보다 작으면 연료가 엔진에 원활하게 공급되지 못하기 때문에 적절한 엔진 회전수가 발생되지 않는 것으로 볼 수 있다.
이 경우 차량의 시동에 소요되는 시간 즉, 시동시간을 계속 측정하면서 그 시동시간이 설정시간보다 길어지는지를 판단한다(S18). LPG연료의 특성상 차량의 시동이 걸리는데 소요될 수 있는 시간이 온도의 영향을 받기 쉬우므로, 아래 표와 같이 외부 온도에 따라 설정시간을 달리하는 것이 바람직하다.
온도(℃) -30 -20 -10 0 10
시동에 대한 설정시간(sec) 20 16 12 8 5
차량의 시동시간이 설정시간보다 길어짐에도 시동이 걸리지 않는 경우에는 바이패스 모드를 수행한다(S20). 예를 들어, 외부 온도가 10℃인데 5초가 경과했음에도 시동이 걸리지 않은 경우를 의미한다.
그러면, 도 2를 참조해서 설명한 방식에 의해서 연료를 상기 니들밸브(22)의 홈(28)을 통해서 바이패스 시켜 엔진에 연료를 추가 공급한다. 이에 의해서 평상시보다 엔진에 연료의 농도가 높아져서 엔진 부조현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 엔진의 실제 회전수가 설정 회전수, 즉 500rpm이상인 경우에는 시동시에 별다른 문제 없이 시동이 걸릴 수 있는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 다음 단계로서 아이들 스위치(Idle switch)의 온(ON)/오프(OFF) 여부를 판단하게 된다(S22).
그리고, 아이들 스위치(Idle switch)가 오프된 경우에는 S100을 따르는 데, 이에 대해서는 도 4를 참조해서 설명한다.
아이들 스위치가 오프된 것은 차량이 주행 중이라는 것을 의미한다. 차량의 주행 중에 연료가 인젝터를 통해서 원활히 인젝션되지 않으면 차량이 멈추는 등의 문제가 발생할 수 있다.
이 경우 엔진 회전수 변화율을 쓰로틀(throttle) 개도 변화율로 나눈 값이 설정값보다 작은 지 여부를 판단한다(S102). 여기서, 만약 엔진 회전수 변화율을 쓰로틀 개도 변화율로 나눈 값이 설정값보다 작다면 쓰로틀의 개방정도가 변화되었음에도 엔진의 회전수가 그에 따라 변화되지 않은 것으로 볼 수 있다. 일반적으로 쓰로틀이 많이 개방될 수록 연료의 농도가 높아져 엔진의 회전수가 증가해야 하는데, 쓰로틀이 많이 개방되었음에도 엔진의 회전수가 증가하지 않는다면 연료의 인젝션에 문제가 있는 것으로 볼 수 있다.
이때, 상기 설정값은 작업자가 임의로 설정할 수 있고, 차량의 종류에 따라 다르게 설정되는 것이 가능하다.
엔진 회전수 변화율을 쓰로틀(throttle) 개도 변화율로 나눈 값이 설정값보다 작다고 판단되면, 인젝터(20)의 니들밸브(22)에서 연료가 바이패스되어 추가로 공급되는 제2바이패스 모드를 수행한다(S104). 즉, 엔진에 연료를 추가로 공급한다.
반면에, S22 단계에서 아이들 스위치(Idle switch)가 오프되지 않은 경우, 즉, 아이들 스위치가 온상태로 유지된 경우에는 엔진의 회전수 변화를 목표 회전수로 나눈 값이 소정값보다 큰 지를 판단한다(S202).
아이들 스위치가 오프되지 않았으므로 차량이 주행중이 아닌 아이들 상태 즉, 공회전 중인 상태일 것이다.
엔진의 회전수 변화를 목표 회전수로 나눈 값이 소정값보다 크다면 엔진의 회전수가 일정하지 않고 크게 변동된다는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 이 경우 인젝터에 의해서 연료가 균일하게 인젝션되지 않기 때문일 가능성이 있다.
이 때, 상기 소정값은 대략 0.03인 것이 가능하다. 상기 소정값은 사용자나 차량에 따라 달리 설정되는 것도 가능하다.
S102 단계가 만족한다면 상술한 바이패스 모드를 수행한다(S204). 즉, 엔진 에 연료를 추가로 공급한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 본 발명에 따른 연료가 공급되는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 인젝터를 간략히 도시한 도면.
도 3 내지 5는 본 발명에 따른 제어방법의 흐름도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
20: 인젝터 22: 니들밸브
26: 원형홈 28: 홈

Claims (5)

  1. 차량의 시동이 켜진 후에 연료의 온도가 설정온도보다 낮은지를 판단하는 온도비교단계;
    연료의 압력이 설정압력보다 낮은지를 판단하는 압력비교단계;
    엔진의 회전수가 설정회전수보다 작은지를 판단하는 회전수비교단계; 및
    상술한 단계들이 모두 만족하면 인젝터의 니들밸브에서 연료가 바이패스되어 엔진으로 추가 공급되는 제1바이패스단계;를 포함하는 엘피아이 차량용 인젝터 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전수비교단계 이후에,
    시동시간이 설정시간보다 긴 지를 판단하는 시간비교단계를 더 포함하는 엘피아이 차량용 인젝터 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1바이패스단계 이후에,
    아이들 스위치의 온/오프(ON/OFF) 상태를 판단하고, 상기 아이들 스위치가 온(ON) 상태일 경우,
    엔진 회전수 변화율을 엔진의 목표 회전수로 나눈 값이 소정 값 이상이면,
    상기 인젝터의 니들밸브에서 연료가 바이패스되어 엔진으로 추가 공급되는 제2바이패스단계;를 더 포함하는 엘피아이 차량용 인젝터 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1바이패스단계 이후에,
    아이들 스위치의 온/오프(ON/OFF) 상태를 판단하고, 상기 아이들 스위치가 오프(OFF) 상태일 경우,
    엔진 회전수 변화율을 쓰로틀 개도 변화율로 나눈 값이 설정값 이하이면,
    상기 인젝터의 니들밸브에서 연료가 바이패스되어 추가로 공급되는 제2바이패스단계;를 더 포함하는 엘피아이 차량용 인젝터 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스단계는
    상기 니들밸브 내에 형성된 관통홀이 회전되어, 상기 관통홀을 통해 추가적으로 연료가 인젝션되는 것을 특징으로 하는 차량용 인젝터 제어방법.
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