KR101879212B1 - 가스연료 레일의 누설 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스연료 레일의 누설 감지 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 가스연료 레일의 누설 감지 방법은, 차량 시동을 오프한 후 미리 정해진 누설 감지시간 동안 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에 대한 압력을 단위시간별로 반복 측정하고 측정한 압력들을 비교한 결과 이전 압력에 비해 이후 압력이 감소한 경우에는 누설에러 카운트를 증가하며 증가한 누설에러 카운트가 임계 카운트에 도달하면 연료누설로 판정하는 구성을 갖춘다. 따라서, 본 발명은 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에 대한 압력이 저압이어서 가스연료 레일의 많은 연결부 중 어느 한 곳 이상에서 누설되는 연료량이 소량이라고 하더라도 이에 대한 누설 여부를 감지할 수 있다.

Description

가스연료 레일의 누설 감지 방법{METHOD FOR SENSORING LEAK OF GAS FUEL RAIL}

본 발명은 가스연료 레일의 누설 감지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에서 미세 량의 가스연료 누설을 감지하기 위한 가스연료 레일의 누설 감지 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 바이 퓨얼 차량에 사용되는 연료는 가솔린 또는 가스를 사용하며, 상호 장단점을 보완하기 위해 가솔린과 가스 연료를 겸용으로 사용하고 있다. 여기서, 상기 가스 연료는 통상 압축 천연 가스인 씨엔지(CNG:Compressed Natural Gas) 또는 액화 석유 가스인 엘피지(LPG : Liquid Platum Gas)중 하나를 이용하고 있다.

이러한 바이 퓨얼 차량은 가솔린 엔진 제어유닛으로부터 공급되는 가솔린 인젝션 신호를 제공받아 인터페이스 박스에서 가스 인젝션 신호를 발생하고, 이러한 가스 인젝션 신호에 따라 연료 탱크 내의 가스 연료(LPG 또는 CNG)를 가스 인젝터에 공급하도록 구비된다.

한편, 연료 탱크 내의 가솔린 연료는 가솔린 엔진 제어 유닛에서 발생하는 가솔린 인젝션 신호를 제공받아 가솔린 인젝터에 공급된다.

기존의 가솔린과 가스 연료를 사용 가능한 바이 퓨얼(bi-fuel) 차량에 있어서는, 연료 탱크 내의 고압의 가스 연료는 레귤레이터에 의해 감압된 후 가스 인젝터로 공급되어 엔진이 구동된다.

이때, 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 연료 누설은 연료 탱크와 레귤레이터 간의 연료 압력에 비해 저압 상태의 가스 연료가 누설되는 것이므로, 소정의 단위 시간당 누설되는 연료량이 적은 경우가 많다.

이에 대해 종래의 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에 대한 연료 누설 감지 방법은 가스 인젝터의 작동을 보증하는 압력범위(예: 1.8 ~ 3.8bar)를 기준으로 하여서 이 범위를 벗어나는 압력이 감지되면 '연료누설'로 판정하는 방식이다.

즉, 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에 대한 압력을 측정하는 압력 센서로부터 감지된 연료압이 미리 정해진 압력범위를 벗어나는 경우 '연료누설'로 일괄 판정함에 따라, 상기 가스연료 레일의 많은 연결부 중 어느 한 곳 이상에서 소량으로 누설되는 가스 연료에 대해서는 그 누설 여부를 감지하는 데에 한계가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량 시동을 오프한 후 미리 정해진 누설 감지시간 동안 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에 대한 압력을 단위시간별로 반복 측정하고, 측정한 압력들을 비교한 결과 이전 압력에 비해 이후 압력이 감소한 경우에는 누설에러 카운트를 증가하며, 증가한 누설에러 카운트가 임계 카운트에 도달하면 연료누설로 판정하기 위한 가스연료 레일의 누설 감지 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 차량 시동을 오프한 후 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에 대한 압력을 측정하여 저장하고, 차량 시동을 온 상태로 전환하는 경우에 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에 대한 압력을 재측정하여 산출한 압력 값과 미리 저장되어 있는 압력 값을 비교하며, 비교 결과에서 시동 시에 측정한 압력이 임계치 이하로 감소하면 연료누설로 판정하기 위한 가스연료 레일의 누설 감지 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 가스연료 레일의 누설 감지 방법은, 전자제어장치에서 차량 시동 오프 후 레귤레이터와 가스 인젝터 사이를 연결하는 가스연료 레일에 대한 누설 감지 로직을 개시하는 단계, 미리 정해진 누설 감지시간 동안 단위 시간별로 상기 가스연료 레일 내의 압력을 측정하기 위한 압력 센서로부터 센서 신호를 수신하고 상기 센서 신호에 기초한 각 단위 시간의 압력을 판정하는 단계, 상기 각 단위 시간의 압력을 상호 비교한 결과, 미리 정해진 임계치를 초과한 압력 차이가 발생하면 누설에러 카운트를 증가하고 상기 누설에러 카운트가 미리 정해진 임계 카운트에 도달하면 연료누설로 판정하는 단계 및 상기 연료누설의 판정에 대한 안내 메시지를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 가스연료 레일의 누설 감지 방법은 상기 전자제어장치에 대한 전원공급 종료 시점에 상기 누설 감지 로직을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 단위 시간은 미리 정해진 동일 시간으로 반복되거나 미리 정해진 2 이상의 상이한 시간으로 반복되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 2 이상의 상이한 시간은 제1 시간, 상기 제1 시간의 시간범위 이상인 제2 시간 및 상기 제2 시간의 시간범위 이상인 제N 시간 중 2 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. (단, N: 3 이상의 자연수)

그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 관점에 따른 가스연료 레일의 누설 감지 방법은, 전자제어장치에서 차량 시동 오프 후 레귤레이터 및 가스 인젝터 사이를 연결하는 가스연료 레일에 대한 누설 감지 로직을 개시하는 단계, 상기 가스연료 레일 내의 압력을 측정하기 위한 압력 센서로부터 제1 센서신호를 수신하고 상기 제1 센서신호에 기초한 제1 압력 값을 판정하여 저장한 후 상기 누설 감지 로직을 중단하는 단계, 차량 시동을 온 상태로 전환하는 경우, 상기 누설 감시 로직의 재실행을 통해 상기 압력 센서로부터 제2 센서신호를 수신하고 상기 제2 센서신호에 기초한 제2 압력 값을 판정하는 단계, 상기 제1 압력 값이 상기 제2 압력값에 비해 미리 정해진 임계치 이하로 감소하면 연료누설로 판정하는 단계 및 상기 연료누설의 판정에 대한 안내 메시지를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 가스연료 레일의 누설 감지 방법은 상기 연료누설의 판정에 대한 안내 메시지를 출력한 후 상기 누설 감지 로직을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에서는 차량 시동을 오프한 후 미리 정해진 누설 감지시간 동안 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에 대한 압력을 단위시간별로 반복 측정하고 측정한 압력들을 비교한 결과 이전 압력에 비해 이후 압력이 감소한 경우에는 누설에러 카운트를 증가하며 증가한 누설에러 카운트가 임계 카운트에 도달하면 연료누설로 판정함으로써, 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에 대한 압력이 저압이어서 가스연료 레일의 많은 연결부 중 어느 한 곳 이상에서 누설되는 연료량이 소량이라고 하더라도 이에 대한 누설 여부를 감지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 가스연료 레일의 누설 감지 시스템을 일실시 예로 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 의한 가스연료 레일의 누설 감지 시스템의 동작 과정을 일실시 예로 나타내는 도면, 및
도 3은 본 발명에 의한 가스연료 레일의 누설 감지 시스템의 동작 과정을 다른 실시 예로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 가스연료 레일의 누설 감지 시스템의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 가스연료 레일의 누설 감지 시스템을 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 1에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 가스연료 레일의 누설 감지 시스템은 가스 연료를 저장하는 연료 탱크, 연료 탱크 내의 고압의 가스 연료를 특정 레벨로 감압하기 위한 레귤레이터(100), 특정 레벨로 감압된 가스 연료를 엔진의 연소실로 분사하기 위한 가스 인젝터(200), 레귤레이터(100)와 가스 인젝터(200) 사이의 가스연료 레일 내의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(300), 및 압력 센서(300)로부터 제공되는 압력 변화에 기초하여 레귤레이터(100)와 가스 인젝터(200) 사이의 가스연료 레일에서 발생하는 연료누설 여부를 판정하기 위한 전자제어장치(400)를 포함하는 구성을 갖춘다.

더 나아가, 가스연료 레일의 누설 감지 시스템은 바이퓨얼 차량에 적용되는 경우이면, 가솔린 연료 제공을 위한 구성(예: 가솔린 연료를 저장하는 연료 탱크, 가솔린 인젝터(200) 등)을 더 포함한다.

또한, 압력 센서(300)로부터 감지되는 압력의 변화는 레귤레이터(100)와 가스 인젝터(200) 사이를 연결하는 가스연료 레일에 대한 연료 누설을 감지하는 데에 사용하는 주요 인자로 활용되는 것이므로, 압력 변화를 정밀하게 측정하기 위해 차량 시동 오프 후 미리 정해진 누설 감지시간 동안에 측정되는 것이 바람직하다.

즉, 미리 정해진 누설 감지시간이라 함은 차량 시동 오프 후 전자제어장치(400)에 제공되는 전원 제공 시간이 한정적이므로, 이러한 전원 제공 시간 내에서 설정되는 시간을 일컫는다.

예를 들면, 상기 가스연료 레일 내의 압력을 측정하기 위한 단위시간을 '10ms'로 설정한 경우, 전자제어장치(400)는 '10ms'마다 레귤레이터(100)와 가스 인젝터(200) 사이를 연결하는 가스연료 레일 내의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(300)로부터 센서 신호를 수신한 후 수신한 센서 신호에 기초한 압력 값을 판정한다.

이후, 전자제어장치(400)는 미리 정해진 누설 감지시간 중 n차 압력 측정 시의 압력 값(n)과 n+1차 압력 측정 시의 압력 값(n+1)을 상호 비교하고, 비교 결과에서 압력 값(n+1)이 압력 값(n)보다 미리 정해진 제1 임계치보다 낮으면 연료 누설 가능성이 있는 것으로 판단하여 누설에러 카운트를 1회 증가한다.

만일 누설에러 카운트의 누적 회수가 미리 정해진 임계 카운트에 도달하게 되면, 전자제어장치(400)는 '연료누설'인 것으로 최종 판정하여 이를 사용자에게 안내 메시지로 통보한다.

또한, 상기 가스연료 레일 내의 압력을 측정하기 위한 단위시간을 '100ms'로 설정하는 것도 가능하다.

여기서, 단위시간을 '10ms'로 설정하는 것과, '100ms'로 설정하는 것의 차이는 '10ms'의 단위시간 내 연료누설이 감지되면 상대적으로 짧은 시간 내 연료 누설인 것으로 판정된 것임에 따라 연료누설량이나 범위가 '100ms'내 연료누설이 발생한 경우보다 큰 연료누설이 발생한 것으로 판정할 수 있다.

반대로, '100ms'의 단위시간 내 연료누설이 감지되면 상대적으로 긴 시간 내 연료누설인 것으로 판정된 것이므로 연료누설량이나 범위가 '10ms'내 연료누설이 발생한 경우보다 작은 연료누설이 발생한 것으로 판정할 수 있다.

한편, 상기 언급된 단위 시간을 미리 정해진 동일 시간(예: '10ms' 또는 '100ms')으로 반복하도록 설정하거나, 미리 정해진 2 이상의 상이한 시간((예: '10ms' 및 '100ms')을 반복하도록 설정하는 것이 가능하다.

이에 대해서는 도 2 및 도 3에서 각각 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 가스연료 레일의 누설 감지 시스템의 동작 과정을 일실시 예로 나타내는 도면이다.도 2에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 가스연료 레일의 누설 감지 방법은 전자제어장치(400)에서 차량 시동 오프 후 레귤레이터(100)와 가스 인젝터(200) 사이를 연결하는 가스연료 레일에 대한 누설 감지 로직을 개시한다(S100 및 S102).

누설 감지 로직을 개시한 후 '10ms'로 설정된 단위 시간이 경과되면, 전자제어장치(400)는 레귤레이터(100)와 가스 인젝터(200) 사이를 연결하는 가스연료 레일 내 압력을 측정하기 위한 압력 센서(300)로부터 센서 신호를 수신하고(S104 및 S106), 수신한 센서 신호에 기초한 제2 압력 값을 판정한다(S108).

이후, 전자제어장치(400)는 이전 단위 시간에서 판정하여 저장하고 있던 상기 가스연료 레일 내의 제1 압력 값과 금번 판정한 제2 압력 값을 비교한다(S110).

S110 단계에서, 제1 압력 값보다 제2 압력 값이 미리 정해진 임계치 이상인 경우에는, 단위 시간 흐름 동안에 상기 가스연료 레일 내의 압력이 감소한 것이므로 연료누설 가능성이 있는 것으로 판단하여 누설에러 카운트를 1회 증가시킨다(S112 및 S114).

이후, 전자제어장치(400)는 누설에러 카운트의 누적 회수가 미리 정해져 있는 임계 카운트에 도달하면 연료누설인 것으로 최종 판정한다(S116 및 S118).

연료누설을 사용자에게 통보하기 위한 안내 메시지를 영상 및 음성 중 1 이상 방식을 통해 출력한 후(S120), 레귤레이터(100) 및 인젝터(200) 사이를 연결하는 가스연료 레일에 대한 누설 감지 로직을 종료한다(S122).

도 3은 본 발명에 의한 가스연료 레일의 누설 감지 시스템의 동작 과정을 다른 실시 예로 나타내는 도면이다. 도 3에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 가스연료 레일의 누설 감지 방법은 차량 시동 오프 후 레귤레이터(100) 및 인젝터(200) 사이를 연결하는 가스연료 레일에 대한 누설 감지 로직을 개시한다(S200 및 S202).

이후, 전자제어장치(400)는 레귤레이터(100)와 가스 인젝터(200) 사이를 연결하는 가스연료 레일 내 압력을 측정하기 위한 압력 센서(300)로부터 제1 센서신호를 수신하고(S204), 수신한 제1 센서신호에 기초한 제1 압력 값을 판정한다(S206).

전자제어장치(400)는 제1 압력 값을 메모리에 저장한 후 실행 중에 있는 누설 감지 로직을 중단한다(S208 및 S210).

이후, 차량 시동이 재차 온 상태로 전환되면 상기에서 중단하였던 누설 감지 로직을 재실행하여 레귤레이터(100) 및 인젝터(200) 사이를 연결하는 가스연료 레일 내 압력을 측정하기 위한 압력 센서(300)로부터 제2 센서신호를 수신한다(S212 내지 S216).

전자제어장치(400)는 수신한 제2 센서신호에 기초한 제2 압력 값을 판정한 후(S218), 시동 온 전에 미리 저장되어 있던 제1 압력 값과 금번 판정한 제2 압력 값을 상호 비교한다(S220).

S220 단계에서, 제1 압력 값보다 제2 압력 값이 미리 정해진 임계치 이상인 경우에는 차량 시동이 오프된 후 재차 온 상태로 전환되는 사이에 압력이 감소한 것이므로 연료누설 가능성이 있는 것으로 판단하여 누설에러 카운트를 1회 증가시키고, 누설에러 카운트의 누적 회수가 미리 정해져 있는 임계 카운트에 도달하면 연료누설인 것으로 최종 판정한다(S222).

이후, 연료누설을 사용자에게 통보하기 위한 안내 메시지를 영상 및 음성 중 1 이상 방식을 통해 출력한 후(S224), 레귤레이터(100) 및 인젝터(200) 사이를 연결하는 가스연료 레일에 대한 누설 감지 로직을 종료한다(S226).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명은 레귤레이터와 가스 인젝터 사이의 가스연료 레일에서 종래에 감지하지 못하던 작은 량의 가스연료 누설을 감지하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100: 레귤레이터 200: 가스 인젝터
300: 압력 센서 400: 전자제어장치

Claims (6)

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5. 전자제어장치에 의해, 차량 시동 오프 후 레귤레이터 및 가스 인젝터 사이를 연결하는 가스연료 레일에 대한 누설 감지 로직이 개시되는 단계 - 연료 탱크 내의 가스 연료는 상기 레귤레이터에 의해 감압된 후 상기 가스연료 레일을 통해 상기 가스 인젝터로 공급됨 - ;
   상기 가스연료 레일 내의 압력을 측정하기 위한 압력 센서로부터 제1 센서신호가 수신되고 상기 제1 센서신호에 기초하여 제1 압력 값이 판정되어 저장된 후 상기 누설 감지 로직이 중단되는 단계;
   차량 시동이 온 상태로 전환되면, 상기 누설 감시 로직이 재실행되어, 상기 압력 센서로부터 제2 센서신호가 수신되고 상기 제2 센서신호에 기초하여 제2 압력 값이 판정되는 단계;
   상기 제2 압력 값이 상기 제1 압력 값에 비해 미리 정해진 임계치를 초과하여 감소하면 연료누설로 판정하는 단계; 및
   상기 연료누설의 판정에 대한 안내 메시지를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스연료 레일의 누설 감지 방법.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 가스연료 레일의 누설 감지 방법은 상기 연료누설의 판정에 대한 안내 메시지를 출력한 후 상기 누설 감지 로직을 종료하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스연료 레일의 누설 감지 방법.
   

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