KR102202774B1 - 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치에 관한 것으로, CNG(Compressed Natural Gas)와 가솔린 연료를 혼소시켜 차량에 구동력을 제공하는 엔진; 상기 엔진에 CNG 연료를 분사하는 CNG 인젝터 및 상기 엔진에 가솔린 연료를 분사하는 가솔린 인젝터; 및 운전자의 요구토크가 CNG 연료가 낼 수 있는 최대 토크를 넘어 더 많은 출력을 요구하는 경우, 엔진에 가솔린 연료를 추가로 분사하기 위한 CNG 연료와 가솔린 연료에 대한 다수의 연료분사비율을 생성하며, 상기 다수의 연료분사비율 중 총 연료비용이 가장 적은 연료분사비율을 결정하여 상기 CNG 인젝터 및 가솔린 인젝터에 대한 분사제어를 수행하는 제어부;를 포함한다.

Description

바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING FUEL INJECTION OF BI FUEL VEHICLE}
본 발명은 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CNG(즉, 천연가스)와 가솔린을 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량에 있어서, CNG 연료만으로 낼 수 있는 엔진 최대 출력보다 더 높은 출력이 필요할 때 CNG 연료와 가솔린 연료의 분사비율을 조정하되, 두 연료의 비용을 고려하여, 동일한 엔진 출력에 대하여 총 연료비용이 더 적은 연료분사비율을 산출하여 연료분사를 제어할 수 있도록 하는, 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에 사용되는 연료로는 가솔린, 가스 등이 있는데, 가솔린은 엔진의 출력이 좋고 연비가 높은 장점이 있지만 연료비가 비싼 단점이 있고, 가스는 가솔린에 비해 연비가 낮고 엔진 출력이 약한 단점이 있지만 연료비가 저렴한 장점이 있다.
예컨대 상기 가스 연료로는 압축 천연가스인 CNG(Compressed Natural Gas)가 많이 사용되고 있으며, 가격이 휘발유나 경유보다 훨씬 저렴하고, 유해 배기가스의 배출량이 적어 환경오염을 감소시킬 수 있는 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다. 근래에 들어서는 고유가 시대를 맞아 휘발유와 경유보다 가격이 저렴한 CNG를 사용하는 차량이 많이 늘어나고 있는 추세이다.
이에 따라 종래에는 상기 연료 중 어느 한 종류(가솔린 or 가스)만 사용할 수 있는 차량이 출시되었지만 최근에는 가솔린과 가스를 겸용으로 사용할 수 있는 바이퓨얼(Bi-Fule) 차량이 출시되고 있다. 이러한 바이퓨얼 차량은 인도 및 유럽 등지에서 인기가 있으며, 각 연료가 가지는 장점을 선택적으로 얻을 수 있는 장점이 있다.
상기 바이퓨얼 차량은 천연가스(CNG)와 가솔린 중 어느 하나를 선택적으로 이용하기 위한 바이퓨얼(BI-FUEL) 시스템이 적용되는데, 이러한 차량의 바이퓨얼 시스템은, 각 연료(압축 천연가스/가솔린)를 사용하기 위한 모듈 별로 구분되는 각 인젝터를 구비하고 있고, 사용자의 연료변경 선택 또는 공급하고 있는 연료의 부족으로 인한 차량으로부터의 연료모드 전환에 따라, 현재 공급하는 연료의 분사를 중단하고 다른 연료의 분사를 개시하게 된다.
그러나 상기와 같이 연료를 전환하는 방법 이외에 CNG 연료만으로 낼 수 있는 엔진 최대 출력보다 더 높은 출력이 필요할 때 두 연료를 혼합하여, 즉, CNG 연료와 가솔린 연료의 연료분사비율을 조정하여 분사하는 방법이 있다. 그러나 단순히 엔진의 출력만을 고려하여 연료분사비율을 결정할 경우 총 연료비용(즉, 두 연료의 비용을 합산한 비용)이 증가함으로써, 오히려 바이퓨얼 차량의 장점이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
이에 따라 동일한 엔진 출력에 대하여 총 연료비용이 더 적은 연료분사비율을 산출하여 연료분사를 제어할 수 있도록 하는 방법이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2012-0117507호(2012.10.24. 공개, 바이-퓨얼 시스템 및 그 시스템의 연료모드 전환 제어 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, CNG(즉, 천연가스)와 가솔린을 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량에 있어서, CNG 연료만으로 낼 수 있는 엔진 최대 출력보다 더 높은 출력이 필요할 때 CNG 연료와 가솔린 연료의 분사비율을 조정하되, 두 연료의 비용을 고려하여, 동일한 엔진 출력에 대하여 총 연료비용이 더 적은 연료분사비율을 산출하여 연료분사를 제어할 수 있도록 하는, 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치는, CNG(Compressed Natural Gas)와 가솔린 연료를 혼소시켜 차량에 구동력을 제공하는 엔진; 상기 엔진에 CNG 연료를 분사하는 CNG 인젝터 및 상기 엔진에 가솔린 연료를 분사하는 가솔린 인젝터; 및 운전자의 요구토크가 CNG 연료가 낼 수 있는 최대 토크를 넘어 더 많은 출력을 요구하는 경우, 엔진에 가솔린 연료를 추가로 분사하기 위한 CNG 연료와 가솔린 연료에 대한 다수의 연료분사비율을 생성하며, 상기 다수의 연료분사비율 중 총 연료비용이 가장 적은 연료분사비율을 결정하여 상기 CNG 인젝터 및 가솔린 인젝터에 대한 분사제어를 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 분사제어를 수행하기 위하여, 가솔린 인젝터의 분사량과 분사시기, 및 CNG 인젝터의 분사량과 분사시기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치는, 상기 분사제어를 위하여, 엔진의 회전 속도 정보, 및 가속페달 정보를 검출하는 센서부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치는, 상기 제어부가 연료분사비율을 결정하기 위한 상기 CNG 연료와 가솔린 연료의 특성 정보가 미리 저장되는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 저장부는, 상기 CNG 연료와 가솔린 연료를 혼소할 때 연료분사비율에 따른 람다 값, 전 엔진 회전 영역에서 연료분사비율에 따른 최대 토크, 연료분사비율에 따라 산출된 요구토크 맵(map), 상기 CNG 연료와 가솔린 연료 각각에 대한 엔진 속도-토크 맵에 대한 BSFC 값을 바탕으로 산출한 OOL(Optimal Operating Line), 및 상기 CNG 연료와 가솔린 연료를 혼소할 때 연료분사비율 별로 산출한 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption) 맵, 중 적어도 하나 이상을 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 가속페달을 지정된 각도 이상 밟은 시간이 지정된 시간 이상 유지될 경우, 상기 운전자의 요구토크가 CNG 연료가 낼 수 있는 최대 토크를 넘어 더 많은 출력을 요구하는 경우로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 총 연료비용이 가장 적은 연료분사비율을 결정하기 위하여, 운전자의 요구토크에 가장 근접한 OOL에 매칭되는 연료분사비율을 선정하고, 상기 선정된 연료분사비율에 따른 각 연료량에 대응하는 각각의 연료비용을 합산하여 총 연료비용을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 총 연료비용이 가장 적은 연료분사비율을 결정하기 위하여, 운전자의 요구토크에 가장 근접한 OOL을 기준으로 지정된 범위 내에서 두 연료의 연료비를 변경하여 다수의 연료분사비율을 생성하고, 상기 생성된 다수의 연료분사비율에 따른 각 연료량에 대응하는 각각의 연료비용을 합산하여 각 연료분사비율에 대한 총 연료비용을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 총 연료비용이 가장 적은 연료분사비율을 결정하기 위하여, 상기 각 연료분사비율에 대한 총 연료비용을 비교하여, 총 연료비용이 가장 적은 연료분사비율을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 CNG(즉, 천연가스)와 가솔린을 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량에 있어서, CNG 연료만으로 낼 수 있는 엔진 최대 출력보다 더 높은 출력이 필요할 때 CNG 연료와 가솔린 연료의 분사비율을 조정하되, 두 연료의 비용을 고려하여, 동일한 엔진 출력에 대하여 총 연료비용이 더 적은 연료분사비율을 산출하여 연료분사를 제어할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치는, 센서부(110), 저장부(120), 제어부(130), 가솔린 인젝터(140), 가솔린 공급부(150), CNG 인젝터(160), 및 CNG 공급부(170)를 포함한다.
상기 엔진(180)은 상기 가솔린 공급부(150)과 상기 CNG 공급부(170)로부터 공급되는 연료를 혼소시켜 차량에 구동력을 제공한다.
상기 가솔린 공급부(150)는 가솔린 인젝터(140)을 통해 엔진(180)에 가솔린 연료를 공급하고, CNG 공급부(170)는 CNG 인젝터(160)을 통해 엔진(180)에 CNG 연료를 공급한다. 상기 제어부(130)는 상기 가솔린 인젝터(140) 및 CNG 인젝터(160)를 제어하여 지정된 연료분사비율에 따라 CNG 및 가솔린 연료의 분사제어(또는 혼소제어)를 수행한다.
상기 제어부(130)의 제어에 따라, 상기 가솔린 인젝터(140)는 상기 가솔린 공급부(150)와 연결되어 엔진(180)에 가솔린을 분사시키고, 상기 CNG 인젝터(160)는 상기 CNG 공급부(170)와 연결되어 엔진(180)에 CNG를 분사시킨다. 즉, 상기 제어부(130)는 차량상태 정보를 바탕으로 가솔린 인젝터(140)의 분사량과 분사시기, 및 CNG 인젝터(160)의 분사량과 분사시기를 제어한다.
상기 센서부(110)는 상기 엔진(180)의 상태를 측정하는 적어도 하나 이상의 센서를 포함한다. 예컨대 상기 센서부(110)는 가속페달 정보 및 엔진 RPM(회전속도) 정보를 검출하기 위한 센서를 포함한다.
상기 제어부(130)는 바이퓨얼 차량에 대한 전반적인 제어처리를 수행하는 것으로, 특히 차량 내 장치들 및 센서들과 연결되어 차량의 상태를 판단함과 더불어, 이를 근거로 바이퓨얼 차량의 연료분사를 제어한다.
참고로 연료 특성상 동일 엔진에서 CNG 분사 상태일 경우가 가솔린 분사 상태일 경우보다 엔진의 최대 출력이 낮다. 즉, 엔진 속도-토크 맵을 참조할 경우 CNG 연료는 동일 엔진 회전 속도에서 낼 수 있는 최대 토크 값이 낮은 것으로 확인할 수 있다. 반면에 연료 소모량을 판단할 때 사용하는 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption : 제동연료소비율)를 참조할 경우 동일 엔진에서 CNG 연료가 가솔린 연료에 비해 더 적은 BSFC 값을 가지는데, 이는 동일 출력으로 계산했을 때 더 적은 연료를 소모한다는 것을 의미한다.
한편 엔진 속도-토크 맵에서 BSFC를 확인하면 동일 출력을 위한 최소연료소모 운전점인 최적운전점을 연결하면 OOL(Optimal Operating Line : 최적운전곡선)로 나타낼 수 있는데, 이는 엔진 운전점이 OOL(최적운전곡선)에 가까울수록 효율적인 주행을 하고 있다는 것을 의미한다.
그러나 상기 OOL(최적운전곡선)은 연료소모량만을 고려하였을 뿐이기 때문에 비록 연료소모량이 최소라고 할지라도 연료비용까지 최소인 것을 의미하는 것은 아니다. 왜냐하면 CNG 연료에 비해 가솔린 연료의 비용이 약 3배 정도 높기 때문이다. 가령, CNG 연료와 가솔린 연료의 전체 연료소모량 중 가솔린 연료의 비율이 더 높은 경우, 비록 연료소모량이 더 적더라도 CNG 연료의 비율이 더 높은 경우보다 총 연료비용은 더 높을 수 있기 때문이다.
따라서 본 실시예에서 상기 제어부(130)는, CNG 연료와 가솔린 연료의 비용을 고려하여, 동일한 엔진 출력에 대하여, 총 연료비용이 더 적은 연료분사비율을 산출하여 연료분사를 제어할 수 있도록 한다.
한편 상기 CNG 연료와 가솔린 연료의 특성은 실험을 통해 분석하여 상기 저장부(120)에 미리 저장된다.
예컨대 상기 제어부(120)에는 상기 CNG 연료와 가솔린 연료는 공연비(즉, 공기와 연료의 비율) 제어에 사용되는 람다 값(예 : 가솔린 - 14.7 : 1 / CNG - 17.2 : 1)이 다르다. 따라서 두 연료를 혼소할 때 요구되는 람다 값을 연료분사비율 별로 산출(또는 검출)하여 미리 저장된다.
또한 동일 엔진에서 상기 CNG 연료와 가솔린 연료가 낼 수 있는 최대 토크가 다르다. 이에 따라 전 엔진 회전 영역에서 연료분사비율에 따라 최대 토크를 산출(또는 검출)하여 미리 저장된다.
또한 상기와 같이 두 연료가 각기 낼 수 있는 최대 토크가 다르기 때문에 가속페달 각도에 따라 계산되는 요구토크 값이 다르다. 이에 따라 연료분사비율에 따라 요구토크 맵(map)을 산출(또는 검출)하여 미리 저장된다.
또한 상기 두 연료 각각에 대한 엔진 속도-토크 맵에 BSFC 값(즉, 연료 소모량)을 산출하고, 상기 산출한 BSFC 값을 바탕으로 OOL(즉, 최소연료소모 운전점인 최적운전점을 연결하여 생성한 최적운전곡선)을 산출(또는 검출)하여 미리 저장된다. 또한 상기 두 연료를 혼소할 때 나타나는 연료분사비율 별로 BSFC 맵(map)을 산출(또는 검출)하여 미리 저장된다.
참고로 엔진 속도-토크 맵을 참조하면, 동일 엔진 회전수(즉, 동일 엔진 속도)에서 OOL의 최소연료소모 운전점부터 최대토크까지 BSFC 값(즉, 연료 소모량)은 점차 그 값이 커지는데, 이는 엔진이 OOL의 최소연료소모 운전점보다 더 많은 토크를 필요로 할 때(즉, 운전자의 요구토크에 대응하여 토크를 증가시키고자 할 때), 더 많은 연료가 필요함을 의미한다(즉, 연료 소모량이 증가함을 의미한다).
이하 상기 제어부(130)의 동작을 도 2의 흐름도를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(130)는 센서부(110)를 통해 운전자의 요구토크를 산출하고(S101), 또한 센서부(110)를 통해 엔진 RPM을 검출한다(S102).
예컨대 엔진에 대한 운전자의 요구 토크는, 운전자가 가속페달을 밟은 정도(예 : 각도)에 따라서 센싱된 값을 기준으로 계산된다. 이때 운전자가 가속페달을 최대한 밟더라도, 제어부(130)는 CNG 연료에 대응하여 미리 매핑된 한계 값만 엔진에 요구하게 된다. 이에 따라 운전자가 더 많은 출력을 요구할 경우, 즉, 운전자가 미리 지정된 방식(예 : 가속페달을 지정된 각도 이상 밟은 시간이 지정된 시간 이상 유지될 경우)에 따라 CNG 연료에 의해 낼 수 있는 한계 엔진 출력(예 : 엔진 토크)보다 더 높은 엔진 출력(예 : 엔진 토크)을 요구할 경우, 상기 제어부(130)는 상기 한계 값보다 더 많은 출력을 내기 위하여, 지정된 연료분사비율에 따라 가솔린 연료를 추가로 분사하는 연료분사 제어를 수행하게 되는 것이다.
이에 따라 상기 제어부(130)는 상기 저장부(120)에 저장되어 있는, 연료분사비율에 따른 BSFC 값(즉, 연료 소모량)에 기초하여 산출한 OOL(즉, 요구토크에 가장 근접한 OOL)에 매칭되는 연료분사비율을 선정한다(S103). 즉, OOL의 최적운전점(즉, 최소연료소모 운전점인 최적운전점)에 매칭되는 연료분사비율을 선정한다.
그리고 상기 S103 단계에서 선정된 연료분사비율에 따른 각 연료량에 대응하는 각각의 연료비용을 합산하여 총 연료비용(
Figure 112019128832255-pat00001
)을 산출한다(S104). 여기서 k는 가중치(weighting factor, 0 < k ≤ 1)이다.
또한 상기 제어부(130)는 상기 저장부(120)에 저장되어 있는, 연료분사비율에 따른 BSFC 값(즉, 연료 소모량)에 기초하여 산출한 OOL(최적운전곡선)을 기준으로 지정된 범위(예 : ±5 %)내에서 두 연료의 연료비를 변경하여 다수의 연료분사비율을 생성한다(S105).
그리고 상기 S105 단계에서 생성된 다수의 연료분사비율에 따른 각 연료량에 대응하는 각각의 연료비용을 합산하여 각 연료분사비율에 대한 총 연료비용(
Figure 112019128832255-pat00002
)을 산출한다(S106).
또한 상기 제어부(130)는 S103 단계에서 산출한 연료분사비율에 대한 총 연료비용, 및 S106 단계에서 산출한 다수의 연료분사비율 각각에 대한 총 연료비용을 비교하고, 총 연료비용이 가장 적은(즉, 가장 적은 총 연료비용(
Figure 112019128832255-pat00003
)에 대응하는) 연료분사비율을 결정한다(S107).
상기와 같이 총 연료비용이 가장 적은(즉, 가장 적은 총 연료비용(
Figure 112019128832255-pat00004
)에 대응하는) 연료분사비율이 결정되면, 상기 제어부(130)는 상기 결정된 연료분사비율에 따라 연료분사를 제어한다(S108).
상기와 같이 본 실시예는 운전자의 요구토크가 CNG 연료가 낼 수 있는 최대 토크를 넘어 더 많은 출력을 요구하는 경우, 엔진에 가솔린 연료를 추가로 분사하기 위한 CNG 연료와 가솔린 연료의 분사 비율을 결정할 때, 단순히 BSFC 값(즉, 연료 소모량)만을 바탕으로 산출한 OOL(즉, 최소연료소모 운전점인 최적운전점을 연결하여 생성한 최적운전곡선)을 기준으로 연료분사비율을 결정하는 것이 아니라, 상기 OOL을 기준으로 지정된 범위(예 : ±5%) 내에서 가솔린의 연료량이 변경된 다수의 연료분사비율을 생성하고, 상기 다수의 연료분사비율에 대한 총 연료비용을 각기 산출한 다음, 가장 적은 총 연료비용을 갖는 연료분사비율을 결정하여 연료분사를 제어하는 것이다.
이에 따라 동일한 토크로 엔진을 제어할 경우 최소의 연료비용으로 엔진을 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
110 : 센서부
120 : 저장부
130 : 제어부
140 : 가솔린 인젝터
150 : 가솔린 공급부
160 : CNG 인젝터
170 : CNG 공급부
180 : 엔진

Claims (9)

  1. CNG(Compressed Natural Gas)와 가솔린 연료를 혼소시켜 차량에 구동력을 제공하는 엔진;
    상기 엔진에 CNG 연료를 분사하는 CNG 인젝터 및 상기 엔진에 가솔린 연료를 분사하는 가솔린 인젝터; 및
    운전자의 요구토크가 CNG 연료가 낼 수 있는 최대 토크를 넘어 더 많은 출력을 요구하는 경우, 엔진에 가솔린 연료를 추가로 분사하기 위한 CNG 연료와 가솔린 연료에 대한 다수의 연료분사비율을 생성하며, 상기 다수의 연료분사비율 중 총 연료비용이 가장 적은 연료분사비율을 결정하여 상기 CNG 인젝터 및 가솔린 인젝터에 대한 분사제어를 수행하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    총 연료비용이 가장 적은 연료분사비율을 결정하기 위하여,
    운전자의 요구토크에 가장 근접한 OOL을 기준으로 지정된 범위 내에서 두 연료의 연료비를 변경하여 다수의 연료분사비율을 생성하고,
    상기 생성된 다수의 연료분사비율에 따른 각 연료량에 대응하는 각각의 연료비용을 합산하여 각 연료분사비율에 대한 총 연료비용을 산출하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 분사제어를 수행하기 위하여,
    가솔린 인젝터의 분사량과 분사시기, 및 CNG 인젝터의 분사량과 분사시기를 제어하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치는,
    상기 분사제어를 위하여,
    엔진의 회전 속도 정보, 및 가속페달 정보를 검출하는 센서부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치는,
    상기 제어부가 연료분사비율을 결정하기 위한 상기 CNG 연료와 가솔린 연료의 특성 정보가 미리 저장되는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 저장부는,
    상기 CNG 연료와 가솔린 연료를 혼소할 때 연료분사비율에 따른 람다 값, 전 엔진 회전 영역에서 연료분사비율에 따른 최대 토크, 연료분사비율에 따라 산출된 요구토크 맵(map), 상기 CNG 연료와 가솔린 연료 각각에 대한 엔진 속도-토크 맵에 대한 BSFC 값을 바탕으로 산출한 OOL(Optimal Operating Line), 및 상기 CNG 연료와 가솔린 연료를 혼소할 때 연료분사비율 별로 산출한 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption) 맵, 중 적어도 하나 이상을 저장하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    가속페달을 지정된 각도 이상 밟은 시간이 지정된 시간 이상 유지될 경우,
    상기 운전자의 요구토크가 CNG 연료가 낼 수 있는 최대 토크를 넘어 더 많은 출력을 요구하는 경우로 판단하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    총 연료비용이 가장 적은 연료분사비율을 결정하기 위하여,
    상기 각 연료분사비율에 대한 총 연료비용을 비교하여, 총 연료비용이 가장 적은 연료분사비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료분사 제어장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102219308B1 (ko) * 2021-01-15 2021-02-24 (주) 로 가솔린-lpg 이중 연료 공급 시스템의 연료 분사 장치

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008151056A (ja) * 2006-12-19 2008-07-03 Toyota Motor Corp 多種燃料内燃機関
JP2009121367A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Yanmar Co Ltd 燃料供給装置及び燃料供給方法
KR20120129522A (ko) * 2011-05-20 2012-11-28 신흥대학산학협력단 혼소 연료 엔진의 연료 제어 시스템 및 방법
KR20130052289A (ko) * 2011-11-11 2013-05-22 현대자동차주식회사 이중연료 차량의 연료 전환장치 및 이를 이용한 연료 제어방법
US20140222317A1 (en) * 2012-11-14 2014-08-07 General Electric Company Multi-fuel system and method
US20150101566A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-16 Ford Global Technologies, Llc Usage strategy for mixed gasoline and cng fueled vehicles
KR20150130599A (ko) * 2014-05-13 2015-11-24 ㈜에코플러스 이종연료사용 엔진의 연료제어 시스템
KR20170036344A (ko) * 2015-09-24 2017-04-03 대우조선해양 주식회사 선박용 엔진 운전 방법
KR101972595B1 (ko) * 2018-11-27 2019-04-26 (주) 로 Cng-디젤 혼소 연료 공급 시스템의 연료 분사 장치
KR101952157B1 (ko) * 2017-09-18 2019-05-09 주식회사 글로벌지티아이 혼소엔진 제어시스템

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008151056A (ja) * 2006-12-19 2008-07-03 Toyota Motor Corp 多種燃料内燃機関
JP2009121367A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Yanmar Co Ltd 燃料供給装置及び燃料供給方法
KR20120129522A (ko) * 2011-05-20 2012-11-28 신흥대학산학협력단 혼소 연료 엔진의 연료 제어 시스템 및 방법
KR20130052289A (ko) * 2011-11-11 2013-05-22 현대자동차주식회사 이중연료 차량의 연료 전환장치 및 이를 이용한 연료 제어방법
US20140222317A1 (en) * 2012-11-14 2014-08-07 General Electric Company Multi-fuel system and method
US20150101566A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-16 Ford Global Technologies, Llc Usage strategy for mixed gasoline and cng fueled vehicles
KR20150130599A (ko) * 2014-05-13 2015-11-24 ㈜에코플러스 이종연료사용 엔진의 연료제어 시스템
KR20170036344A (ko) * 2015-09-24 2017-04-03 대우조선해양 주식회사 선박용 엔진 운전 방법
KR101952157B1 (ko) * 2017-09-18 2019-05-09 주식회사 글로벌지티아이 혼소엔진 제어시스템
KR101972595B1 (ko) * 2018-11-27 2019-04-26 (주) 로 Cng-디젤 혼소 연료 공급 시스템의 연료 분사 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102219308B1 (ko) * 2021-01-15 2021-02-24 (주) 로 가솔린-lpg 이중 연료 공급 시스템의 연료 분사 장치

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