KR102034594B1 - 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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장희중
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 엔진; 상기 엔진에 연결되어, 시동모드에서 상기 엔진에 시동 동력을 제공하는 스타트 모터; 상기 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 생성하는 발전기; 상기 엔진으로 혼합기를 공급하기 위하여, 공기와 연료를 혼합하도록 형성된 믹서; 상기 믹서에 연결된 공기 공급라인에 구비되는 공기필터; 및 상기 엔진과 상기 스타트 모터를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 엔진을 시동모드로 작동시킨 후에, 상기 엔진의 RPM에 기초하여 상기 공기필터의 막힘 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 별도의 센서 없이도, 공기필터의 차폐 여부 및 차폐 정도를 용이하게 판단할 수 있다.

Description

엔진 발전 시스템 및 그 제어방법{Engine generation system and method for coontrolling the same}
본 발명은 엔진으로 공급되는 공기를 여과하는 공기필터의 막힘 여부를 별도의 센서가 없이도 판단할 수 있는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
엔진 발전 시스템은 가스 연료로 엔진을 작동하여 발전기에서 전력을 생산하고, 엔진 등에서 발생하는 열을 온수 등으로 변환하여 그 수요처에 공급하는 시스템을 말한다.
상기 엔진에는 연료와 공기가 믹서를 통해 혼합되어 공급될 수 있다. 즉, 믹서를 통해 혼합된 연료와 공기의 혼합기가 상기 엔진에 공급될 수 있다.
믹서로 공급되는 공기에 이물질 또는 불순물이 포함되어 있으면, 엔진 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 외부 공기는 공기필터를 통해 상기 믹서로 공급될 수 있다.
한편, 시간이 지남에 따라서, 상기 공기필터가 공기에 포함된 이물질, 수분 또는 엔진오일의 미스트에 의해 막히는 문제가 발생될 수 있다.
공기필터가 막히면, 믹서로 공급되는 공기의 양이 설정된 양보다 줄어들게 되어, 엔진효율이 급격하게 저하될 수 있다.
따라서, 공기필터의 막힘(또는 차폐)를 정확하게 판단하고 공기필터의 청소 또는 교체의 조치를 신속하게 행하는 것이 바람직하다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 엔진 발전 시스템에 구비되는 공기필터의 막힘을 정확하게 판단할 수 있는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 별도의 센서를 구비하지 않더라도, 엔진 회전수의 측정을 통해 공기필터의 막힘을 용이하고 정확하게 판단할 수 있는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공기필터의 막힘이 발생된 경우, 막힌 정도에 따라서 사용자에게 필요한 조치를 알려줄 수 있는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 엔진; 상기 엔진에 연결되어, 시동모드에서 상기 엔진에 시동 동력을 제공하는 스타트 모터; 상기 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 생성하는 발전기; 상기 엔진으로 혼합기를 공급하기 위하여, 공기와 연료를 혼합하도록 형성된 믹서; 상기 믹서에 연결된 공기 공급라인에 구비되는 공기필터; 및 상기 엔진과 상기 스타트 모터를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 엔진을 시동모드로 작동시킨 후에, 상기 엔진의 RPM에 기초하여 상기 공기필터의 막힘 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템을 제공한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 별도의 센서가 구비되지 않더라도, 엔진의 RPM에 기초하여 공기필터의 차폐 여부를 용이하게 판단할 수 있다.
상기 엔진 발전 시스템은 상기 믹서에 연결된 연료 공급라인에 구비되는 연료 밸브를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제어부는, 상기 연료 밸브를 개방한 상태에서 엔진을 시동모드로 작동시킨 후에, 상기 엔진의 RPM에 기초하여 상기 공기필터의 막힘 여부를 1차로 판단할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는, 상기 연료 밸브를 닫은 상태에서 엔진을 시동모드로 작동시킨 후에, 상기 엔진의 RPM에 기초하여 상기 공기필터의 막힘 여부를 2차로 판단할 수 있다.
상기와 같이, 2차에 걸친 판단을 통하여, 공기필터의 차폐 여부가 보다 정확하게 판단될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 1차 판단 시에, 상기 엔진의 RPM이 기설정된 제1RPM보다 낮으면, 상기 공기필터의 적어도 일부가 막힌 것으로 판단하고 2차 판단을 진행할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 2차 판단 시에, 상기 엔진의 RPM이 상기 제1RPM보다 낮은 제2RPM 미만이면, 상기 공기필터가 교체가 필요한 정도로 막혀있다고 판단할 수 있다. 상기 엔진 발전 시스템은 상기 제어부에 의해 제어되는 표시부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부는, 상기 표시부에 공기필터의 교체 필요성에 대한 정보가 표시되도록 상기 표시부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 2차 판단 시에, 상기 엔진의 RPM이 상기 제2RPM 이상이고 상기 제2RPM보다 높은 제3RPM 미만이면, 상기 공기필터가 청소가 필요한 정도로 막혀있다고 판단할 수 있다. 이때, 상기 제3RPM은 상기 제1RPM보다 낮을 수 있으며, 상기 제어부는, 상기 표시부에 공기필터의 청소 필요성에 대한 정보가 표시되도록 상기 표시부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 1차 판단을 복수회 반복한 후에, 상기 2차 판단을 진행할 수 있다. 이는, 외기 온도 등과 같은 외부 요인에 의해 공기필터의 차폐 여부에 대하여 1차 판단에서 오판할 우려가 있기 때문이다.
한편, 본 발명은 엔진, 상기 엔진에 연결된 스타트 모터, 상기 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 생성하는 발전기, 엔진으로 공급되는 공기와 연료를 혼합하는 믹서, 상기 믹서에 연결된 공기공급라인에 구비되는 공기필터를 포함하는 엔진 발전 시스템의 제어방법으로서, 연료 밸브를 개방하고 스타트 모터를 구동하는 제1 엔진 시동단계; 상기 엔진의 RPM을 기설정된 제1RPM과 비교하여 공기필터의 막힘 여부를 판단하는 1차 판단단계; 상기 1차 판단단계에서 공기필터의 적어도 일부가 막힌 것으로 판단되면, 연료 밸브를 닫고 스타트 모터를 구동하는 제2 엔진 시동단계; 및 상기 엔진의 RPM을 상기 제1RPM보다 낮은 기설정된 제2RPM 및 상기 제1RPM과 상기 제2RPM 사이의 제3RPM과 비교하여 공기필터의 막힘 여부를 판단하는 2차 판단단계를 포함하는 엔진 발전 시스템의 제어방법을 제공한다.
상기 1차 판단단계에서, 엔진의 RPM이 상기 제1RPM보다 낮으면 공기필터의 적어도 일부가 막힌 것으로 판단될 수 있다.
낮은 외기 온도 등에 의해 공기 필터의 차폐 여부에 대한 오판의 우려가 있으므로, 상기 1차 판단단계는 복수회 진행될 수 있다.
상기 2차 판단단계에서 엔진의 RPM이 상기 제2RPM보다 낮으면, 공기필터가 교체가 필요한 정도로 막혀 있다고 판단될 수 있다.
상기 엔진 발전 시스템의 제어방법은 상기 2차 판단단계에서 엔진의 RPM이 상기 제2RPM보다 낮은 것으로 판단되면, 표시부에 공기필터의 교체 필요성에 대한 정보가 표시되는 제1알람단계를 더 포함할 수 있다.
상기 2차 판단단계에서 엔진의 RPM이 상기 제2RPM 이상이고 상기 제3RPM 미만인 것으로 판단되면, 공기필터가 청소가 필요한 정도로 막혀 있다고 판단될 수 있다.
상기 엔진 발전 시스템의 제어방법은 상기 2차 판단단계에서 엔진의 RPM이 상기 제2RPM 이상이고 상기 제3RPM 미만이면, 표시부에 공기필터의 청소 필요성에 대한 정보가 표시되는 제2알람단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 엔진 발전 시스템에 구비되는 공기필터의 막힘을 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 별도의 센서를 구비하지 않더라도, 엔진 회전수의 측정을 통해 공기필터의 막힘을 용이하고 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 공기필터의 막힘이 발생된 경우, 막힌 정도에 따라서 사용자에게 필요한 조치를 알려줄 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 엔진 발전 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 엔진 발전 시스템의 작동 원리를 나타내는 도면이다.
도 3은 엔진 발전 시스템에 구비되는 엔진의 연료 공급 경로를 나타내는 도면이다.
도 4는 엔진 발전 시스템의 제어방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 엔진 발전 시스템의 제어방법의 다른 실시예를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수공급장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 엔진 발전 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
엔진 발전 시스템(100)은 가스 연료로 엔진을 작동하여 발전기에서 전력을 생산하고, 엔진 등에서 발생하는 열을 온수 등으로 변환하여 그 수요처에 공급하도록 형성될 수 있다.
상기 엔진 발전 시스템(100)에는 공기조화장치가 연결될 수 있으며, 상기 공기조화장치에 전력, 열 및 온수 중 적어도 하나를 공급할 수 있다.
가스 연료는 제로 가버너(zero governor; 12)에 의해 입구 입력의 형태나 유량 변화에 상관없이 항상 일정한 출구 압력을 유지하면서 공급될 수 있다. 제로 가버너(12)는 넓은 범위에 걸쳐 안정된 출구 압력을 얻을 수 있으며, 엔진에 공급하는 가스 연료의 압력을 대기압 형태로 거의 일정하게 조절해 주는 기능을 가진다. 또한, 제로 가버너(12)는 2개의 솔레노이드밸브를 구비하여 공급되는 연료를 차단할 수 있다.
공기는 공기필터(air cleaner; 14)를 거쳐 깨끗한 공기로 여과되어 엔진을 향해 공급될 수 있다. 이러한 공기필터(14)는 다공성 여과 부재(또는 메쉬 형태의 여과 부재)를 구비할 수 있으며, 엔진에 공급되는 외부 공기에 먼지, 미스트 형태의 수분 및 유분이 혼입되는 것을 차단할 수 있다.
가스 연료와 공기는 믹서(mixer; 16)에 의해 공기와 연료의 혼합비가 일정한 혼합기로 되어 엔진에 공급될 수 있다. 믹서(16)의 입구측에는 연료밸브(13)가 구비되고, 상기 연료밸브(13)의 개도 조절을 통하여 공기와 혼합되는 가스 연료의 공급량이 조절될 수 있다.
터보차저(turbo charger; 20)는 혼합기를 고온 고압 상태로 압축할 수 있다. 터보차저(20)는 배기가스의 힘으로 터빈을 회전시키고 그 회전력으로 흡기를 압축시켜 엔진의 실린더로 보내어 출력을 높이는 장치이다.
터보차저(20)는 터보(turbine)와 슈퍼차저(super charger; 과급기)를 합성한 용어로서, 터빈과 여기에 직결된 공기압축기로 구성되어 배기가스의 에너지로 터빈 휠(turbine wheel)을 회전시키고 공기압축기에 의해 흡입된 공기를 압축하여 실린더로 보낼 수 있다.
이러한 터보차저(20)는 블레이드가 설치된 터빈 휠과 공기압축기의 임펠러를 하나의 축에 연결하고 각각 하우징으로 둘러싼 구조를 가지며, 엔진의 배기 매니폴드 근처에 배치될 수 있다.
혼합기는 터보차저(20)에 의해 압축되어 온도가 상승하기 때문에, 인터쿨러(intercooler; 25)를 통해 냉각된 후에 흡기 매니폴드(32)를 통해 엔진(30)으로 유입될 수 있다. 인터쿨러(25)는 혼합기를 냉각시켜 밀도를 크게 함으로써 엔진으로 유입되는 혼합기의 절대량을 늘려 엔진출력을 향상시킬 수 있다.
인터쿨러(25)는 혼합기를 공기로 냉각하는 공랭식 열교환기 또는 물로 냉각하는 수냉식 열교환 경로를 구성될 수 있다. 수냉식 인터쿨러는 냉각수를 매질로 사용할 수 있고, 별도의 열교환기 및 펌프를 구비하여 압축된 혼합기로부터 얻은 열량을 외부에 버리게 된다.
인터쿨러 방열기(200)는 인터쿨러(25)에서 혼합기와 열교환하는 냉각수를 유동시키도록 형성될 수 있다. 이러한 인터쿨러 방열기(200)에 대해서는 이하 다른 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
인터쿨러(25)와 흡기 매니폴드(32) 사이에는, 엔진(30)에 유입되는 혼합기량을 조절하기 위해 스로틀 밸브(38)가 마련될 수 있다. 스로틀 밸브는 전자 스로틀 밸브(electronic throttle control valve; ETC 밸브)가 사용되는 것이 일반적이다.
또한, 엔진의 제어와 관련된 각종 제어 변수들은 제어부(31)를 통해 제어될 수 있다. 상기 제어부(31)는 엔진 제어 유닛(engine control unit, ECU)으로 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 스로틀 밸브(38)는 상기 제어부(31)에 의하여 제어될 수 있다.
엔진(30)은 흡기 매니폴드(32)를 통해 유입된 혼합기를 흡입, 압축, 폭발, 배기시키는 4 행정을 통해 작동하는 내연기관이다.
엔진(30)이 작동함에 따라 발생하는 배기가스는 배기 매니폴드(34)를 통해 배출되며, 이때 터보차저(20)의 임펠러를 회전시킨다.
엔진(30)은 발전기(40)를 회전시켜 교류 전력을 생성하도록 할 수 있다. 이를 위해, 엔진(30)의 회전축 일단에 마련된 풀리(36)와 발전기(40)의 회전축 일단에 마련된 풀리(46) 사이에 벨트가 연결될 수 있다.
이러한 엔진(30)의 풀리(36)와 발전기(40)의 풀리(46)는 그 회전수 비가 대략 1:3이 되도록 마련될 수 있다.
엔진(30)의 일측에는 상기 제어부(31)에 의해 제어되는 스타트 모터(33)가 구비될 수 있다. 상기 스타트 모터(33)는 외부 전원에 의해 구동될 수 있으며, 엔진(30)의 시동 시에 엔진(30)에 동력(시동 동력)을 제공할 수 있다.
즉, 상기 스타트 모터(33)는 상기 엔진(30)에 연결될 수 있으며, 엔진(30)의 시동모드에서 상기 엔진(30)에 시동 동력을 제공할 수 있다.
발전기(40)에서 생산되는 전력은 전력 변환 장치(90)에서 전류, 전압, 주파수 등이 변환된 상용 전력으로 변환되어 건물 또는 공기 조화 장치와 같은 전력수요처에 공급될 수 있다.
한편, 엔진(30)은 가스 연소에 의해 작동시 상당한 열이 발생하므로 냉각수를 순환시키면서 열교환시켜 엔진에서 발생하는 고온의 열을 흡수하도록 한다.
자동차에서는 냉각수 순환 유로에 라디에이터를 설치하여 엔진의 폐열을 모두 버리도록 구성되지만, 엔진 발전 시스템(100)에서는 엔진에서 발생하는 열을 흡수하여 온수를 만들어 이용할 수 있다.
이를 위해, 냉각수 순환 유로에는 온수 열교환기(50)가 마련되어 냉각수와 별도로 공급되는 물 사이에 열교환 함으로써 물이 고온의 냉각수로부터 열을 전달받도록 할 수 있다.
온수 열교환기(50)에 의해 생성되는 온수는 온수 저장조(51)에 저장되었다가 건물 등의 온수 수요처에 공급될 수 있다.
온수 수요처에서 온수를 사용하지 않는 경우에는 온수 열교환기(50)로 물이 공급되지 않아 냉각수 온도가 상승하게 되는데, 이를 방지하기 위해 별도의 엔진 방열기(70)를 설치하여 필요없는 냉각수의 열량을 실외로 버릴 수 있다.
엔진 방열기(70)는 고온의 냉각수가 다수의 핀(fin)에 의해 공기와 열교환함으로써 방열하는 것으로서, 방열 촉진을 위해 엔진 방열팬(72)이 구비될 수 있다.
엔진(30)에서 나오는 냉각수 유로는 상기 온수 열교환기(50)와 엔진 방열기(70)로 분기되고, 그 분기되는 지점에 삼방밸브(53)를 설치하여 냉각수의 유동 방향을 상황에 따라 제어할 수 있다. 삼방밸브(53)에 의해 냉각수를 온수열교환기(50)로만 보내거나 엔진 방열기(70)로만 보내거나, 상황에 따라 온수 열교환기(50)와 엔진 방열기(70)로 소정 비율로 나누어 보낼 수 있다.
삼방밸브(53)를 통과하여 엔진 방열기(70)에서 방열된 냉각수는 삼방밸브(53)를 통과하여 온수 열교환기(50)를 통과한 냉각수와 합쳐져서 엔진(30)으로 유입될 수 있다.
그리고, 냉각수 순환 유로에는 엔진 냉각수 펌프(55)가 설치되어 냉각수의 유동 속도를 조절할 수 있다. 엔진 냉각수 펌프(55)는 냉각수 순환 유로에서 온수 열교환기(50) 및 엔진 방열기(70)의 하류와 엔진(30)의 상류에 설치될 수 있다.
한편, 엔진(30)의 배기 매니폴드(34)를 통해서 나오는 배기가스는 상기한 터보차저(20)를 작동시키기도 하지만, 배기가스의 폐열을 회수하기 위해 배기가스 열교환기(60)를 구비할 수 있다.
배기가스 열교환기(60)는 냉각수 순환 유로에서 엔진 냉각수 펌프(55)와 엔진(30)의 상류 사이에 설치되고, 터보차저(20)를 통해 배출되는 배기가스와 냉각수 사이에 열교환되도록 구성될 수 있다. 배기가스 열교환기(60)를 통해 배기가스의 폐열을 회수할 수 있다.
배기가스 열교환기(60)를 통과하면서 냉각수가 어느 정도 가열되어 미지근한 상태로 엔진(30)으로 유입되지만, 그 냉각수도 엔진(30)을 충분히 냉각시킬 수 있다.
배기가스 열교환기(60)를 통과하면서 방열된 배기가스는 머플러(80)를 통과하게 되고, 머플러(80)에 의해 엔진의 배기 측 소음이 저감될 수 있다.
머플러(80)를 통과한 배기가스는 드레인 필터(85)를 통과한 후 외부로 배출될 수 있다. 드레인 필터(85)는 머플러(80)와 배기가스 라인 등에서 생성되는 응축수를 정화하기 위해 내부에 정화석을 내장하고 있어서, 산성의 응축수를 정화하고 중화시켜 외부로 배출할 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 엔진 발전 시스템의 작동 원리에 대하여 설명한다.
도 2는 엔진 발전 시스템의 작동 원리를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 엔진 발전 시스템은, 발전기(40)를 구동하기 위한 구동력을 공급하는 엔진(30) 및 엔진을 제어하는 제어부(31)를 포함할 수 있다. 상기 발전기(40)에는 발전기(40)의 구동에 의하여 생성되는 전력을 변환하고 발전량을 제어하기 위한 전력 변환 장치(power conversion system; 90)가 연결될 수 있다.
전력 변환 장치(90)는 발전기(40)에서 생성된 교류 전력을 직류로 변환하는 컨버터(91), 컨버터(91)에서 변환된 직류 전력을 교류로 변환하는 인버터(92) 및 컨버터(91)와 인버터(92) 사이에 위치하는 DC 링크 캐패시터(C)를 포함할 수 있다.
컨버터(91)는 발전기(40)에서 생산되는 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있다.
인버터(92)는 복수 개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 컨버터(91)에서 공급되는 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다.
DC 링크 캐패시터(C)에는 발전기(40)에서 생산되어 컨버터(91)를 통하여 공급되는 직류 전원이 저장될 수 있다. 인버터에서는 DC 링크 캐패시터(C)에 저장된 전력이 교류 전원으로 변환하여 출력될 수 있다.
이와 같이, 인버터(92)를 통하여 출력되는 교류 전력에 의하여 부하(99)가 구동될 수 있다.
예를 들어, 부하(99)가 삼상 교류 모터를 압축기로 이용하는 공기 조화 장치라면, 상기 삼상 교류 모터를 구동하기 위한 삼상 교류 전원이 상기 인터버(92)를 통해 공기 조화 장치에 공급될 수 있다.
한편, 엔진(30)의 연소 효율은 다양한 인자에 의해 영향을 받을 수 있다. 특히, 공기에 포함된 이물질, 수분 또는 유분에 의한 공기필터(14)의 차폐는 엔진 연소 효율을 저하 시키는 대표적인 원인이 될 수 있다.
따라서, 공기필터(14)의 차폐(또는 막힘)를 정확히 판단하고, 이에 대한 조치를 사용자가 취할 수 있도록 공기필터(14)의 차폐와 관련된 정보를 사용자에게 알려줄 필요가 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 별도의 센서가 없이도 상기 공기필터(14)의 막힘을 용이하고 정확하게 판단하고, 이를 사용자에게 알려줄 수 있는 구성에 대하여 설명한다.
도 3은 엔진 발전 시스템에 구비되는 엔진의 연료 공급 경로를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 엔진(30)은 전술한 제어부(31)에 의해 제어될 수 있으며, 상기 제어부(31)는 엔진(30)의 RPM(분당 회전수)을 감지할 수 있다.
엔진(30)이 구동을 개시하는 시동모드에서, 상기 엔진(30)에 연결된 스타트 모터(33)가 상기 엔진(30)에 시동 동력을 제공할 수 있다. 상기 스타트 모터(33) 역시 상기 제어부(31)에 의해 제어될 수 있다.
상기 엔진(30)에는 공기와 연료의 혼합기게 공급될 수 있다. 혼합기는 엔진(30)의 흡기구 측에 구비된 스로틀 밸브(38)를 통해 엔진(30) 내로 공급될 수 있다.
혼합기는 상기 스로틀 밸브(38)의 상류에 구비되는 믹서(16)를 통해 형성될 수 있다. 즉, 믹서(16)에 공기과 연료가 각각 공급되어, 상기 믹서(16) 내에서 혼합기가 형성될 수 있다.
공기는 공기 공급라인(15)을 통해 믹서(16)로 공급될 수 있으며, 연료는 상기 공기 공급라인(15)과 독립적으로 구비되는 연료 공급라인(17)을 통해 믹서(16)로 공급될 수 있다.
상기 공기 공급라인(15)에는 공기에 포함된 이물질, 수분 및 유분을 여과하도록 형성된 공기필터(14)가 구비될 수 있다. 외부 공기는 상기 공기필터(14)를 통하여 상기 믹서(16)로 공급될 수 있다. 상기 공기필터(14)는 다공성 여과 부재(141, '메쉬 부재'라고도 함)를 구비할 수 있다.
상기 연료 공급라인(17)에는 연료 밸브(13)가 구비될 수 있다. 상기 연료 밸브(13)는 상기 제어부(31)에 의해 제어될 수 있다. 상기 연료 밸브(13)는 온오프 밸브 또는 개도 조절 밸브로 형성될 수 있다.
한편, 상기 공기필터(14)가 차폐되면 엔진(30)의 연소 효율이 저하될 수 있으므로, 공기필터(14)의 차폐 여부를 정확히 판단하고 차폐 정도에 따라서 청소 또는 교체 필요성을 사용자에게 알려줄 필요가 있다.
상기 제어부(31)는 엔진(30)을 시동모드로 작동시킨 후에, 상기 엔진(30)의 RPM에 기초하여 공기필터(14)의 막힘(차폐) 여부를 판한할 수 있다.
상기 시동모드는 스로틀 밸브(38)가 기설정된 개도(예를 들어, 2% 내지 3%)로 개방되고 스타트 모터(33)가 구동되는 상태를 의미할 수 있다. 스타트 모터(33)는 엔진(30)에 시동동력을 제공하기 위하여 기설정된 시간 동안 구동될 수 있다.
또한, 공기필터(14)의 차폐 여부를 판단하기 위하여, 시동모드에서 연료 밸브(13)는 선택적으로 개방 또는 차단될 수 있다.
즉, 시동모드에서, 공기필터(14)의 적어도 일부가 막혀있는지 여부에 따라서 엔진(30)의 RPM이 달라질 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(31)는 연료 밸브(13)를 개방한 상태에서 엔진(30)을 시동모드로 작동시킨 후에, 상기 엔진(30)의 RPM에 기초하여 공기필터(14)의 막힘 여부를 1차로 판단할 수 있다. 즉, 상기 제어부(31)는 엔진(30)으로 혼합기를 공급한 상태에서 엔진(30)의 RPM에 기초하여 공기필터(14)의 막힘 여부를 1차로 판단할 수 있다. 이때, 엔진(30)은 혼합기의 연소에 의해 구동될 수 있으며, 엔진(30)의 RPM은 공기필터(14)의 차폐 여부에 따라서 달라질 수 있다.
또한, 상기 제어부(31)는 연료 밸브(13)를 차단한(닫은) 상태에서 엔진(30)을 시동모드로 작동시킨 후에, 상기 엔진(30)의 RPM에 기초하여 공기필터(14)의 막힘 여부를 2차로 판단할 수 있다. 즉, 상기 제어부(31)는 엔진(30)으로 공기만을 공급한 상태에서 엔진(30)의 RPM에 기초하여 공기필터(14)의 막힘 여부를 2차로 판단할 수 있다. 이때, 엔진(30)은 스타트 모터(33)의 동력에 의해 구동될 수 있으며, 엔진(30)의 RPM은 공기필터(14)의 차폐 여부에 따라서 달라질 수 있다.
이와 같이, 2차 판단이 필요한 이유는, 1차 판단 시에 공기 필터(14)의 차폐 이외의 요인(예를 들어, 외기온도 저하, 엔진오일 점도 상승, 오일 온도 상승 및 냉각수 온도 상승 등)에 의해 엔진(30)의 RPM이 달라질 수 있기 때문이다.
따라서, 1차 판단을 통해 2차 판단이 필요한지 여부가 결정될 수 있다. 즉, 1차 판단에서 공기필터(14)의 차폐 가능성이 낮은 것으로 판단되면, 2차 판단이 진행되지 않고 엔진(30)이 정상상태로 구동될 수 있다. 여기서, 정상상태는 설정된 발전량에 따른 RPM으로 엔진(30)이 구동되는 것을 의미할 수 있다.
이와 달리, 1차 판단에서 공기필터(14)의 차폐 가능성이 높은 것으로 판단되면, 상기 제어부(31)는 2차 판단을 진행하여 공기필터(14)의 차폐 여부 및 차폐 정도를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부(31)는 상기 1차 판단 시에 공기필터(14)의 차폐 가능성이 높은 것으로 판단된 경우, 1차 판단 로직을 복수회 수행할 수 있다. 즉, 최초 1차 판단 시에 공기필터(14)의 차폐 가능성이 높은 것으로 판단되면, 상기 제어부(31)에 1차 판단은 복수회(예를 들어, 3 내지 6회) 반복적으로 수행될 수 있다.
이는, 외기온도 저하, 엔진오일 점도 상승, 오일 온도 상승 및 냉각수 온도 상승 등과 같은 공기필터(14)의 차폐 이외의 요인에 의해 엔진(30)의 RPM이 달라질 수 있기 때문이다. 즉, 제어부(31)가 1차 판단을 복수회 수행하는 이유는 공기필터(14)의 차폐 여부를 보다 정확하게 판단하기 위함이다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(31)는 공기필터(14) 막힘 여부에 대한 1차 판단 시에, 상기 엔진(30)의 RPM을 기설정된 제1RPM과 비교할 수 있다. 여기서, 기설정된 제1RPM은 공기필터(14)의 차폐가 진행되지 않은 상태에서의 범위로서 실험을 통해 결정될 수 있으며 대략 700RPM이 될 수 있다.
즉, 상기 제어부(31)는 1차 판단 시에, 상기 엔진(30)의 RPM이 상기 제1RPM보다 낮으면, 상기 공기필터(14)의 적어도 일부가 막힌 것으로 판단할 수 있다. 이는, 공기필터(14)의 적어도 일부가 차폐되면, 엔진(30)에 대한 공기의 공급 부족으로 엔진의 RPM이 저하될 수 있기 때문이다.
물론, 전술한 바와 같이, 제어부(31)는 상기 엔진(30)의 RPM이 상기 제1RPM보다 낮으면, 다시 엔진(30)을 정지한 후에 시동모드로 작동시키는 1차 판단을 복수회 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어부(31)는 2차 판단 시에, 엔진(30)의 RPM을 상기 제1RPM보다 낮은 제2RPM과 비교할 수 있다. 여기서, 상기 제2RPM은 공기필터(14)의 차폐가 상당히 진행되어 공기필터(14)의 교체가 필요한 정도의 RPM으로서 실험을 통해 결정될 수 있으며, 대략 50RPM이 될 수 있다.
즉, 상기 제어부(31)는 2차 판단 시에, 상기 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM보다 낮으면, 상기 공기필터(14)가 교체가 필요한 정도로 막혀있다고 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이, 2차 판단 시에 연료의 공급이 차단되고 스타트 모터(33)를 통해서만 엔진(30)에 동력이 공급된다. 따라서, 공기필터(14)가 교체가 필요한 정도로 차폐되면, 스타트 모터(33)의 동력이 엔진(30)에 공급되더라도 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM보다 낮아질 수 있다.
이때, 상기 제어부(31)에 의해 제어되는 표시부(310)를 통해 공기필터(14)의 차폐와 관련된 정보가 표시될 수 있다. 즉, 2차 판단 시에 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM보다 낮은 경우, 상기 제어부(31)는 상기 표시부(310)에 공기필터(14)의 교체 필요성에 대한 정보가 표시되도록 상기 표시부(310)를 제어할 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 표시부(310)를 통해, 엔진(30)의 연소 효율 저하의 원인 및 공기필터(14)의 교체 필요성에 대하여 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 상기 제어부(310)는 2차 판단 시에, 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM 이상이면, 엔진(30)의 RPM을 상기 제2RPM보다 높은 제3RPM과 비교할 수 있다. 상기 제3RPM은 상기 제1RPM보다 낮고 상기 제2RPM보다 높은 값으로서 실험을 통해 결정될 수 있다. 상기 제3RPM은 공기필터(14)의 청소가 필요한 정도의 RPM으로서,대략 100RPM이 될 수 있다.
즉, 상기 제어부(31)는 2차 판단 시에, 상기 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM 이상이고 상기 제3RPM 미만이면, 상기 공기필터(14)가 청소가 필요한 정도로 막혀있다고 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이, 2차 판단 시에 연료의 공급이 차단되고 스타트 모터(33)를 통해서만 엔진(30)에 동력이 공급된다. 따라서, 공기필터(14)가 청소가 필요한 정도로 차폐되면, 스타트 모터(33)의 동력이 엔진(30)에 공급되더라도 엔진(30)의 RPM은 상기 제2RPM과 제3RPM 사이가 될 수 있다.
이 경우에도, 상기 제어부(31)에 의해 제어되는 표시부(310)를 통해 공기필터(14)의 차폐와 관련된 정보가 표시될 수 있다. 즉, 2차 판단 시에 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM 이상이고 상기 제3RPM 미만인 경우, 상기 제어부(31)는 상기 표시부(310)에 공기필터(14)의 청소 필요성에 대한 정보가 표시되도록 상기 표시부(310)를 제어할 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 표시부(310)를 통해, 엔진(30)의 연소 효율 저하의 원인 및 공기필터(14)의 청소 필요성에 대하여 용이하게 파악할 수 있다.
한편, 상기 2차 판단 시에, 엔진(30)의 RPM이 상기 제3RPM 이상인 경우, 상기 제어부(31)는 엔진(30)의 구동을 정지시킨 후에 다시 엔진(30)을 시동모드로 구동하여 상기 1차 판단을 진행할 수 있다. 이는, 2차 판단 시에 엔진(30)의 RPM이 상기 제3RPM 이상이면 공기필터(14)의 차폐 여부가 불명확하기 때문이다.
상기와 같이, 본 발명에 따르면, 별도의 센서가 없더라도 공기필터(14)의 막힘 여부, 막힘 정도 및 공기필터(14)의 청소 또는 교체 필요성에 대하여 용이하게 판단하고 사용자에게 알려줄 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법에 대하여 설명한다.
도 4는 엔진 발전 시스템의 제어방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 4에 도시된 제어방법을 설명함에 있어서, 도 3을 통해 설명한 엔진 발전 시스템의 구성이 도 4의 제어방법에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법은
연료 밸브(13)를 개방한 상태로 엔진(30)을 구동시키는 제1 엔진 시동단계(S110) 및 상기 엔진(30)의 RPM을 기설정된 제1RPM과 비교하여 공기필터(14)의 막힘 여부를 판단하는 1차 판단단계(S120)를 포함할 수 있다.
상기 제1 엔진 시동단계(S110)에서는 연료 밸브(13)가 개방되고 스로틀 밸브(38)가 기설정된 개도로 제어될 수 있다. 그리고, 제1 엔진 시동단계(S110)에서 스타트 모터(33)가 기설정된 시간 동안 구동되어 엔진(30)에 시동 동력을 전달할 수 있다.
상기 1차 판단단계(S120)에서는 제어부(31)에 의해 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제1RPM과 비교될 수 있다. 상기 1차 판단단계(S120)에서 엔진(30)의 RPM이 상기 제1RPM 이상이면, 엔진(30)은 정상상태로 제어될 수 있다(S130). 여기서, 정상상태는, 엔진(30)이 설정된 발전량에 기초하여 설정된 RPM으로 제어되는 것을 의미할 수 있다.
이와 달리, 1차 판단단계(S120)에서 엔진(30)의 RPM이 상기 제1RPM 미만이면, 공기필터(14)의 적어도 일부가 막힌 것으로 판단될 수 있다. 예를 들어, 상기 1차 판단단계(S120)에서는 공기필터(14)의 막힘 여부에 대하여 가능성의 높고 낮음을 판단할 뿐, 확정적으로 판단하지는 않는다.
상기 1차 판단단계(S120)에서 엔진(30)의 RPM이 상기 제1RPM 미만으로서 공기필터(14)의 막힘 가능성이 높은 것으로 판단되면, 아래와 같은 2차 판단단계가 진행될 수 있다.
상기 1차 판단단계(S120)에서 공기필터(14)의 막힘 여부에 대한 정확한 판단을 위하여, 상기 1차 판단단계(S120)가 복수회 진행될 수 있다. 즉, 상기 1차 판단단계(S120)에서 엔진(30)의 RPM이 상기 제1RPM 미만이면, 엔진(30)의 구동을 정지한 후에 다시 상기 제1 엔진 시동단계(S110) 및 상기 1차 판단단계(S120)가 진행될 수 있다.
본 발명은 상기 1차 판단단계(S120)에서 공기필터(14)의 적어도 일부가 막힌 것으로 판단되면, 연료 밸브(13)를 닫고 엔진(30)을 시동모드로 구동시키는 제2 엔진 시동단계(S150) 및 엔진(30)의 RPM을 기설정된 제2RPM 및 제3RPM과 비교하는 2차 판단단계(S160, S180)를 포함할 수 있다.
우선, 상기 2차 판단단계에서는 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM과 비교될 수 있다(S160). 상기 2차 판단단계에서, 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM보다 낮으면, 공기필터(14)가 교체가 필요한 정도로 막혀 있다고 판단될 수 있다.
따라서, 별도의 센서가 없더라도 엔진(30)의 RPM을 통해 공기필터(14)의 차폐 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
본 실시예는 상기 2차 판단단계에서 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM보다 낮은 것으로 판단되면, 표시부(310)에 공기필터(14)의 교체 필요성에 대한 정보가 표시되는 제1알람단계(S170)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 제1알람단계(S170)를 통해, 공기필터(14)의 차폐 여부, 차폐 정도 및 교체 필요성에 대하여 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 상기 2차 판단단계에서는 엔진(30)의 RPM이 상기 제3RPM 이상인지 여부가 판단될 수 있다(S180). 즉, 상기 2차 판단단계에서는 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM과 상기 제3RPM 사이인지 여부가 판단될 수 있다.
상기 2차 판단단계에서, 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM 이상이고 상기 제3RPM 미만이면, 공기필터(14)가 청소가 필요한 정도로 막혀 있다고 판단될 수 있다.
따라서, 별도의 센서가 없더라도 엔진(30)의 RPM을 통해 공기필터(14)의 차폐 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
본 실시예는 상기 2차 판단단계에서 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM 이상이고 상기 제3RPM 미만이면, 표시부(310)에 공기필터(14)이 청소 필요성에 대한 정보가 표시되는 제2알람단계(S190)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 제1알람단계(S170)를 통해, 공기필터(14)의 차폐 여부, 차폐 정도 및 청소 필요성에 대하여 용이하게 파악할 수 있다.
이하 다른 도면을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법에 대하여 설명한다.
도 5는 엔진 발전 시스템의 제어방법의 다른 실시예를 나타내는 흐름도이다.
본 실시예에서도, 제1RPM, 제2RPM 및 제3RPM에 대한 기준은 전술한 것과 동일할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법은 엔진 시동단계(210)를 포함하는 점에 있어서 도 4의 실시예와 동일할 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 도 4의 실시예와 달리 제2 엔진 시동단계는 포함하지 않으며, 엔진 시동단계(210)만을 통하여 공기필터(14)의 차폐 여부 및 차폐 정도를 판단할 수 있다.
본 실시예에서, 엔진 시동단계(S210)는 연료 밸브(13)가 개방되고 스타트 모터(33)가 구동된다는 점에 있어서, 도 4에 도시된 실시예에서 제1 엔진 시동단계(S110)와 동일할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법은 엔진(30)을 시동모드로 구동시키는 엔진 시동단계(S210), 상기 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제3RPM 미만인지 여부를 판단하는 단계(S220), 및 상기 엔진(30)의 RPM이 상기 제3RPM 미만이면, 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제2RPM 이상인지 여부를 판단하는 단계(S260)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2RPM 및 제3RPM은 실험을 통해 결정될 수 있으며, 제2RPM은 공기필터(14)가 교체가 필요한 정도로 막힌 상태를 의미하는 기준이 될 수 있고, 제3RPM은 공기필터(14)가 청소가 필요한 정도로 막힌 상태를 의미하는 기준이 될 수 있다.
또한, 상기 제2RPM은 상기 제3RPM보다 작으며, 상기 제2RPM은 대략 50RPM이 될 수 있고, 상기 제3RPM은 대략 100RPM이 될 수 있다.
엔진 시동단계(S210)에서는 연료 밸브(13)가 개방되고, 스로틀 밸브(38)가 기설정 개도(대략 2 내지 3%)로 개도 조절될 수 있으며, 스타트 모터(33)가 기설정된 시간동안 구동되어 엔진(30)에 시동 동력을 공급할 수 있다.
상기 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제3RPM 미만인지 여부를 판단하는 단계(S220)를 통하여 공기 필터(14)의 막힘 여부를 1차적으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 엔진(30)의 RPM이 상기 제3RPM 미만이면, 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제2RPM 이상인지 여부를 판단하는 단계(S260)를 통하여 공기 필터(14)의 막힘 여부를 2차적으로 판단할 수 있다.
즉, 상기 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제3RPM 미만인지 여부를 판단하는 단계(S220)에서 공기필터(14)의 차폐 가능성이 높은 것으로 판단되면, 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제2RPM 이상인지 여부를 판단하는 단계(S260)를 통하여 공기 필터(14)의 막힘 여부를 2차적으로 판단할 수 있다.
본 실시예는 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM 미만인 것으로 판단되면, 표시부(310)에 공기필터(14)의 교체 필요성에 대한 정보가 표시되는 제1알람단계(S270)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예는 엔진(30)의 RPM이 상기 제2RPM 이상인 것으로 판단되면, 표시부(310)에 공기필터(14)의 청소 필요성에 대한 정보가 표시되는 제2알람단계(S290)를 더 포함할 수 있다. 즉, 엔진(30)의 RPM이 상기 제3RPM 미만이고 상기 제2RPM 미만이면, 상기 제2알람단계(S290)를 통하여 표시부(310)에 공기필터(14)의 청소 필요성에 대한 정보가 표시될 수 있다.
따라서, 사용자는 공기 필터(14)의 교체 또는 청소 필요성에 대하여 용이하게 인식할 수 있고, 필요한 조치를 신속하게 취할 수 있다.
한편, 본 실시예는 상기 엔진(30)의 RPM이 상기 제3RPM 미만인지 여부를 판단하는 단계(S220)에서, 엔진(30)의 RPM이 상기 제3RPM 이상인 것으로 판단되면, 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제1RPM 이상인지 여부를 판단하는 단계(S230)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1RPM은 상기 제2RPM 및 상기 제3RPM보다 크며, 대략 700RPM이 될 수 있다.
즉, 상기 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제3RPM 미만인지 여부를 판단하는 단계(S220)에서 공기필터(14)의 차폐 가능성이 낮은 것으로 판단되면, 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제1RPM 이상인지 여부를 판단하는 단계(S230)가 진행될 수 있다.
엔진(30)의 RPM이 기설정된 제1RPM 이상인지 여부를 판단하는 단계(S230)에서는 엔진(30)을 정상상태로 구동할지 또는 다시 상기 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제3RPM 미만인지 여부를 판단하는 단계(S220)로 진행할지 여부가 결정될 수 있다.
엔진(30)의 RPM이 기설정된 제1RPM 이상인지 여부를 판단하는 단계(S230)에서, 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제1RPM 이상인 것으로 판단되면, 엔진(30)은 정상상태로 제어될 수 있다(S250). 즉, 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제1RPM 이상이면, 공기 필터(14)의 차폐 우려가 없다고 판단될 수 있으며, 따라서, 엔진(30)은 설정된 발전량에 기초하여 정상 제어될 수 있다.
이와 달리, 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제1RPM 미만인 것으로 판단되면, 우선 엔진(30)의 구동이 정지될 수 있다(S240). 그리고, 상기 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제3RPM 미만인지 여부를 판단하는 단계(S220)가 다시 진행될 수 있다.
상기 엔진(30)의 구동 정지 후에, 엔진(30)을 시동모드로 구동시키는 엔진 시동단계(S210) 및 상기 엔진(30)의 RPM이 기설정된 제3RPM 미만인지 여부를 판단하는 단계(S220)는 엔진이 정상상태로 제어될 때(S250)까지 반복적으로 진행될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기재되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
14 공기필터 16 믹서
30 엔진 31 제어부
33 스타트 모터 40 발전기

Claims (15)

  1. 엔진;
    상기 엔진에 연결되어, 시동모드에서 상기 엔진에 시동 동력을 제공하는 스타트 모터;
    상기 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 생성하는 발전기;
    상기 엔진으로 혼합기를 공급하기 위하여, 공기와 연료를 혼합하도록 형성된 믹서;
    상기 믹서에 연결된 공기 공급라인에 구비되는 공기필터;
    상기 믹서에 연결된 연료 공급라인에 구비되는 연료 밸브; 및
    상기 엔진과 상기 스타트 모터를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 연료 밸브를 개방한 상태에서도 상기 엔진을 시동모드로 작동시킨 후에, 상기 엔진의 RPM에 기초하여 상기 공기필터의 막힘 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 연료 밸브를 개방한 상태에서 엔진을 시동모드로 작동시킨 후에, 상기 엔진의 RPM에 기초하여 상기 공기필터의 막힘 여부를 1차로 판단하고,
    상기 연료 밸브를 닫은 상태에서 엔진을 시동모드로 작동시킨 후에, 상기 엔진의 RPM에 기초하여 상기 공기필터의 막힘 여부를 2차로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 1차 판단 시에, 상기 엔진의 RPM이 기설정된 제1RPM보다 낮으면, 상기 공기필터의 적어도 일부가 막힌 것으로 판단하고 2차 판단을 진행하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 2차 판단 시에, 상기 엔진의 RPM이 상기 제1RPM보다 낮은 제2RPM 미만이면, 상기 공기필터가 교체가 필요한 정도로 막혀있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되는 표시부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 표시부에 공기필터의 교체 필요성에 대한 정보가 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 엔진 발전 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 2차 판단 시에, 상기 엔진의 RPM이 상기 제2RPM 이상이고 상기 제2RPM보다 높은 제3RPM 미만이면, 상기 공기필터가 청소가 필요한 정도로 막혀있다고 판단하고,
    상기 제3RPM은 상기 제1RPM보다 낮은 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되는 표시부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 표시부에 공기필터의 청소 필요성에 대한 정보가 표시
    되도록 상기 표시부를 제어하는 엔진 발전 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 1차 판단을 복수회 반복한 후에, 상기 2차 판단을 진행하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  9. 엔진, 상기 엔진에 연결된 스타트 모터, 상기 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 생성하는 발전기, 엔진으로 공급되는 공기와 연료를 혼합하는 믹서, 상기 믹서에 연결된 공기공급라인에 구비되는 공기필터를 포함하는 엔진 발전 시스템의 제어방법으로서,
    연료 밸브를 개방하고 스타트 모터를 구동하는 제1 엔진 시동단계;
    상기 엔진의 RPM을 기설정된 제1RPM과 비교하여 공기필터의 막힘 여부를 판단하는 1차 판단단계;
    상기 1차 판단단계에서 공기필터의 적어도 일부가 막힌 것으로 판단되면, 연료 밸브를 닫고 스타트 모터를 구동하는 제2 엔진 시동단계; 및
    상기 엔진의 RPM을 상기 제1RPM보다 낮은 기설정된 제2RPM 및 상기 제1RPM과 상기 제2RPM 사이의 제3RPM과 비교하여 공기필터의 막힘 여부를 판단하는 2차 판단단계를 포함하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 1차 판단단계에서, 엔진의 RPM이 상기 제1RPM보다 낮으면 공기필터의 적어도 일부가 막힌 것으로 판단되는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 1차 판단단계는 복수회 진행되는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 2차 판단단계에서 엔진의 RPM이 상기 제2RPM보다 낮으면, 공기필터가 교체가 필요한 정도로 막혀 있다고 판단되는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템
    의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 2차 판단단계에서 엔진의 RPM이 상기 제2RPM보다 낮은 것으로
    판단되면, 표시부에 공기필터의 교체 필요성에 대한 정보가 표시되는 제1알람단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 2차 판단단계에서 엔진의 RPM이 상기 제2RPM 이상이고 상기 제3RPM 미만인 것으로 판단되면, 공기필터가 청소가 필요한 정도로 막혀 있다고 판단되는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 2차 판단단계에서 엔진의 RPM이 상기 제2RPM 이상이고 상기 제3RPM 미만이면, 표시부에 공기필터의 청소 필요성에 대한 정보가 표시되는 제2알람단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06299916A (ja) * 1993-04-19 1994-10-25 Toyota Motor Corp 内燃機関用空気清浄器の目詰まり検出装置
JPH11303649A (ja) * 1998-04-21 1999-11-02 Nissan Motor Co Ltd ガスタービンエンジンにおける吸入空気フィルターの目詰まり検知装置
KR20020041863A (ko) * 2000-11-29 2002-06-05 구자홍 에어컨 실내기의 에어필터 교환제어장치
KR20020042136A (ko) * 2000-11-30 2002-06-05 이계안 자동차의 에어필터의 교체시점을 알려주는 시스템 및방법
JP2005344533A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Nikki Co Ltd エンジン用エアクリーナの目詰まり検出方法
KR20060022551A (ko) * 2004-09-07 2006-03-10 기아자동차주식회사 에어클리너 필터의 교체시기 표시 방법
KR20100083455A (ko) * 2009-01-14 2010-07-22 주식회사 이룸지엔지 바이오 가스용 발전기의 시동방법 및 이에 따른 바이오 가스용 발전 장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06299916A (ja) * 1993-04-19 1994-10-25 Toyota Motor Corp 内燃機関用空気清浄器の目詰まり検出装置
JPH11303649A (ja) * 1998-04-21 1999-11-02 Nissan Motor Co Ltd ガスタービンエンジンにおける吸入空気フィルターの目詰まり検知装置
KR20020041863A (ko) * 2000-11-29 2002-06-05 구자홍 에어컨 실내기의 에어필터 교환제어장치
KR20020042136A (ko) * 2000-11-30 2002-06-05 이계안 자동차의 에어필터의 교체시점을 알려주는 시스템 및방법
JP2005344533A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Nikki Co Ltd エンジン用エアクリーナの目詰まり検出方法
KR20060022551A (ko) * 2004-09-07 2006-03-10 기아자동차주식회사 에어클리너 필터의 교체시기 표시 방법
KR20100083455A (ko) * 2009-01-14 2010-07-22 주식회사 이룸지엔지 바이오 가스용 발전기의 시동방법 및 이에 따른 바이오 가스용 발전 장치

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