KR19990081416A - 차량의 엘피지 밸브 구동 방법 - Google Patents

Abstract

엔진의 냉각수 온도를 감지하는 냉각수 온도센서와, LPG를 저장하고 있는 연료통과, 구동 신호의 입력에 응답하여 상기 연료통내의 기상 LPG와 액상 LPG를 베이퍼라이저로 공급하는 기상 솔레노이드 밸브 및 액상 솔레노이드 밸브를 가지는 차량의 LPG밸브 제어 방법에 관한 것으로, 감지된 냉각수 온도를 미리 설정된 제1기준온도 및 이보다 높게 설정된 제2기준 온도와 각각 비교하여 엔진의 냉간 상태를 검출하는 과정과, 상기 검출과정에서 엔진의 냉간 온도가 제1기준온도 이하이라 판단시에 응답하여 상기 기상 밸브만을 열어 LPG연료를 베이퍼라이저로 공급하는 과정과, 상기 검출과정에서 엔진의 냉간 온도가 제1기준온도 보다 높고 제2기준온도 보다 낮은 경우에 응답하여 상기 기상 및 액상 밸브를 동시에 구동하여 기화 및 액화된 LPG연료를 상기 베이퍼라이저로 공급하는 과정과, 상기 검출과정에서 엔진의 냉간 온도가 제2기준온도 이상이라 판단시에 응답하여 상기 액상 밸브만을 열어 LPG연료를 베이퍼라이저로 공급하는 과정을 포함하여 이루어져 있다. 상기와 같은 구성에 의해 엔진이 냉간 상태 있을 때 연료탱크(bombe)내의 LPG를 최적의 상태로서 베이퍼라이저(Vaporizer)에 공급하므로써 엔진의 출력 및 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

차량의 엘피지 밸브 구동 방법

본 발명은 LPG를 연료로 사용하는 LPG 엔진의 연료 밸브 제어 방법에 관한 것으로, 특히 엔진이 냉간 상태 있을 때 연료탱크(bombe)내의 LPG를 최적의 상태로서 베이퍼라이저(Vaporizer)에 공급하기 위한 LPG 밸브 제어 방법에 관한 것이다.

통상적으로, LPG를 연료로 하는 LPG엔진에는 LPG연료를 베이퍼라이저로 공급하기 위한 LPG 솔레노이드 밸브(이하 "밸브"라 칭함)를 구비하고 있다. 상기와 같은 밸브는 LPG연료 탱크 내에서 액체 상태로 있는 액상 LPG와 기체화된 기상 LPG를 베이퍼라이저로 공급하기 위한 것으로 나누어진다.

상기와 같은 밸브의 제어는 엔진의 냉각수 온도에 따라 운전자가 조작하는 수동 제어 방식과 ECU(Electronic Control Unit)에 의해 제어되는 전자 제어 방식으로 나누어지며, 이러한 LPG연료 장치의 일반적인 계통도는 도서출판사 골든벨에서 1995년 3월 12일자로 발행한 "자동차 전자제어교본(기초편)"의 241면 내지 257면에 걸쳐 매우 상세하게 기술되어 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 LPG 연료 분사 계통도를 나타낸 도면으로서, 이 기술 분야에 종사하는 자들에게 있어서는 자명한 구성이다.

도 1에서 참조번호 12는 연료 탱크로서, 하부에는 액상 LPG가 있게되며 상부에는 기체화된 기상 LPG가 저장되어 있게된다. 이때, 상기 기상 LPG의 양은 연료 탱크 12의 주변의 온도와 연료 탱크 12내의 압력의 변화에 따라 가변된다. 상기 연료 탱크 12의 상부 및 하부에는 기상 LPG와 액상 LPG를 외부로 배출시키는 두 개의 배출관 14와 16이 연결되며, 상기 두 개의 배출관 14, 16들 각각에는 기상 솔레노이드 밸브(이하 "기상 밸브"라 칭함) 18과 액상 솔레노이드 밸브(이하 "액상 밸브"라 칭함) 20이 각각 연결되어 있다.

상기 두 개의 솔레노이드 밸브 18 및 20의 배출구는 가스 공급관 22에 공통으로 연결되어 베이퍼라이저(Vaporizer) 24에 연결되어 있다. 상기 베이퍼라이저 24는 상기 가스 공급관 22를 통해 공급되는 LPG가스를 기화시켜 엔진의 작동에 필요한 연료 량을 믹서 26으로 공급한다. 믹서 26은 베이퍼라이저 24에서 기화되어 공급되는 LPG연료를 흡기관을 통한 공기와 혼합하여 엔진 28의 연소실로 공급한다.

이때, 상기 기상 밸브 18과 액상 밸브 20은 ECU 30의 제어에 의해 선택 구동되어 개폐되는 것으로, 상기 ECU 30은 냉각수 온도센서(도시하지 않았음)로부터 출력되는 엔진 냉각수 온도에 따라서 기상 및 액상 밸브 18, 20을 선택적으로 구동한다. 예를 들면, 상기 ECU 30은 상기 감지된 냉각수 온도와 미리 설정된 기준 온도를 비교하여 상기 냉각수 온도가 상기 기준 온도를 초과시에는 액상 밸브 20을 구동하고, 상기 냉각수 온도가 상기 기준 온도 보다 낮은 온도인 경우에는 기상 밸브 18을 구동하여 기체 LPG가 배출되도록 한다. 이를 나타내면 하기 표 1과 같다.

냉각수 온도 WT	기상 밸브 18	액상 밸브 20
WT〈 기준온도 RT	열림(ON)	닫힘(OFF)
WT 〉기준온도 RT	닫힘(OFF)	열림(ON)

통상 설정 냉각수 온도는 약 20℃ 내지 30℃이며, 엔진이 완전하게 냉각되지 않은 20℃ 내지 50℃를 가질 때 상기 베이퍼라이저 24에서 열 교환 효율이 크게 떨어져 초기 시동성이 나쁘고, 충분한 기체 상태의 LPG로 기화시킬 수 없게 되어 엔진의 출력 성능이 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 LPG 엔진 차량의 냉간 시동시 엔진의 출력 및 성능을 향상시킬 수 있는 LPG 가스 밸브 제어 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기상 밸브와 액상 밸브를 냉각수의 온도에 적응적으로 제어하여 베이퍼라이저에 공급하는 LPG 연료 공급 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 기상 밸브와 액상 밸브를 냉각수의 온도에 적응하여 개폐하므로서 기화 LPG와 액화 LPG의 연료를 혼합하여 공급하는 밸브 제어 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진의 냉각수 온도를 감지하는 냉각수 온도센서와, LPG를 저장하고 있는 연료통과, 구동 신호의 입력에 응답하여 상기 연료통내의 기상 LPG와 액상 LPG를 베이퍼라이저로 공급하는 기상 솔레노이드 밸브 및 액상 솔레노이드 밸브를 가지는 차량의 엘피지 밸브 구동 방법에 있어서, 상기 감지된 냉각수의 온도를 미리 설정된 제1 및 제2기준 온도와 비교하여 상기 기상 밸브 및 액상 밸브를 하기와 표 2와 같은 조건으로 제어함을 특징으로 한다.

냉각수 온도 WT	기상 밸브 18	액상 밸브 20
WT〈 RT1	ON	OFF
RT1〈 WT 〈 RT2	ON	ON
RT2〈 WT	OFF	ON

도 1은 종래의 기술에 의한 엘피지(LPG : Liquefied Petroleum Gas) 연료 분사 계통도를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LPG 연료 분사 계통도로서, 서로 다른 온도로 설정된 제1기준온도와 제2기준온도가 설정되어 기상 솔레노이드 밸브와 액상 솔레노이드 밸브의 구동을 냉각수의 온도에 따라 적응적으로 제어하는 구성을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LPG 밸브 구동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흐트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LPG 연료 분사 계통도로서, 서로 다른 온도로 설정된 제1기준온도와 제2기준온도가 설정되어 기상 솔레노이드 밸브와 액상 솔레노이드 밸브의 구동을 냉각수의 온도에 따라 적응적으로 제어하는 구성을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 전술한 도 1의 구성중 ECU 30은 제1기준온도 RT1과 제2기준온도 RT2가 입력되게 구성되어 있으며, 상기 ECU 30은 냉각수 온도 WT와 상기 제1, 제2기준온도 RT1, RT2를 상호 비교하여 기상 밸브 18 및 액상 밸브 20를 적응적으로 제어하게 되어 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LPG 밸브 구동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면으로서, 감지된 냉각수 온도 WT를 미리 설정된 제1기준온도 RT1 및 이보다 높게 설정된 제2기준 온도 RT1과 각각 비교하여 엔진의 냉간 상태를 검출하는 과정과, 상기 검출과정에서 엔진의 냉간 온도가 제1기준온도 이하이라 판단시에 응답하여 상기 기상 밸브만을 열어 LPG연료를 베이퍼라이저로 공급하는 과정과, 상기 검출과정에서 엔진의 냉간 온도가 제1기준온도 보다 높고 제2기준온도 보다 낮은 경우에 응답하여 상기 기상 및 액상 밸브를 동시에 구동하여 기화 및 액화된 LPG연료를 상기 베이퍼라이저로 공급하는 과정과, 상기 검출과정에서 엔진의 냉간 온도가 제2기준온도 이상이라 판단시에 응답하여 상기 액상 밸브만을 열어 LPG연료를 베이퍼라이저로 공급하는 과정으로 이루어져 있으며, 이와 같은 제어 수순을 갖는 프로그램은 도 1의 ECU 30내의 롬(ROM) 영역에 마스크되어 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 LPG밸브의 구동 과정을 상기 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

지금, 도 2와 같은 LPG연료 공급 계통을 갖는 차량이 동작되면 ECU 30은 도 32과정에서 엔진의 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 센서(도시하지 않았음)로부터 출력되는 냉각수 온도 WT를 읽어 그 온도를 검출한다. 그리고, 상기 ECU 30은 도 3의 34과정에서 미리 설정된 제1기준온도 RT1과 상기 냉각수 온도 WT를 비교한다. 여기서, 상기 제1기준온도 RT1은 약 20℃정도로 설정된 온도이다.

상기 도 3의 34과정에서 냉각수 온도 WT가 미리 설정된 제1기준온도 RT1보다 낮다고 판단되면, 상기 ECU 30은 도 3의 36과정에서 기상 밸브 18을 "온", 액상 밸브 20을 "오프"하여 연료 탱크 12의 상부에 있는 기화된 LPG연료가 배출관 22를 통해 베이퍼라이저 24로 공급되게 한다. 이와 같은 동작에 의해 엔진의 냉간 온도가 낮은 경우 믹서 26으로는 기체화된 LPG 연료만이 공급되므로써 혹한시 시동성을 양호하게 할 수 있다.

만약, 상기 34과정에서 냉각수 온도 WT가 제1기준온도 RT1보다 낮지 않다고 판단되면 ECU 30은 38과정에서 상기 제1기준온도 RT1보다 높게 설정된 제2기준온도 RT2와 상기 냉각수 온도 WT를 비교한다. 이때, 상기 제2기준온도 RT2는 약 50℃정도로 엔진의 온도가 충분히 예열되지 않은 상태이면서 냉간 상태의 온도 아닌 경우이다.

상기 38과정의 비교 검색 결과 냉각수 온도 WT가 제2기준온도 RT2 보다 높은 경우라고 판단되면, ECU 30은 엔진이 충분히 예열된 상태라고 판단하고 42과정에서 기상 밸브 18을 "오프", 액상 밸브 20을 "온" 구동하여 연료 탱크 12의 하부에 위치된 액체 상태의 LPG연료를 베이퍼라이저 24로 공급한다. 이때, 상기 베이퍼라이저 24는 이미 잘 알려진 바와 같이 액체 상태의 LPG연료를 기화시켜 믹서 26으로 공급하므로써 고속주행시 엔진이 필요로하는 연료량을 충분하게 공급할 수 있게된다.

그러나, 상기 38과정의 검색 결과 냉각수 온도 WT가 미리 설정된 제2기준온도 RT2보다 낮은 상태라고 판단되면, 상기 ECU 30은 냉각수 온도 WT가 제1, 제2기준온도 WT1, WT2의 사이에 위치되었다고 판단하고 도 3의 40과정에서 기상 밸브 18 및 액상 밸브 20을 모두 구동하여 개방시킨다. 즉, 엔진의 온도가 충분하게 예열되지 않았고 냉간 상태라 아닌 경우라고 판단하여 기체 상태의 LPG연료와 액체 상태의 LPG 연료가 동시에 베이퍼라이저 24로 공급되게 한다. 이때, 상기 베이퍼라이저 24는 기화된 LPG연료를 믹서 26으로 공급함과 동시에 액화 상태의 LPG연료를 강제적으로 기체 LPG연료로 기화시켜 믹서 26으로 공급하므로써 엔진으로의 연료 공급을 보다 원할 하게 할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 의해 엔진이 충분하게 예열되지 않은 상태에서 발생되는 엔진의 출력 성능의 저하를 방지할 수 있게된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 냉각수 온도에 적응하여 자동으로 기체 혹은 액체 및 기체와 액체가 혼합된 LPG연료를 선택하여 베이퍼라이저로 공급하므로써 LPG차량의 초기 시동성을 향상 시킬 수 있으며, 엔진이 충분히 예열되지 않은 상태에서 연료 부족의 현상으로 발생되는 엔진 출력의 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 엔진의 냉각수 온도를 감지하는 냉각수 온도센서와, LPG를 저장하고 있는 연료통과, 구동 신호의 입력에 응답하여 상기 연료통내의 기상 LPG와 액상 LPG를 베이퍼라이저로 공급하는 기상 솔레노이드 밸브 및 액상 솔레노이드 밸브를 가지는 차량의 엘피지 밸브 구동 방법에 있어서,

   감지된 냉각수 온도를 미리 설정된 제1기준온도 및 이보다 높게 설정된 제2기준 온도와 각각 비교하여 엔진의 냉간 상태를 검출하는 과정과,

   상기 검출과정에서 엔진의 냉간 온도가 제1기준온도 이하이라 판단시에 응답하여 상기 기상 밸브만을 열어 LPG연료를 베이퍼라이저로 공급하는 과정과,

   상기 검출과정에서 엔진의 냉간 온도가 제1기준온도 보다 높고 제2기준온도 보다 낮은 경우에 응답하여 상기 기상 및 액상 밸브를 동시에 구동하여 기화 및 액화된 LPG연료를 상기 베이퍼라이저로 공급하는 과정과,

   상기 검출과정에서 엔진의 냉간 온도가 제2기준온도 이상이라 판단시에 응답하여 상기 액상 밸브만을 열어 LPG연료를 베이퍼라이저로 공급하는 과정으로 이루어 짐을 특징으로 하는 차량의 엘피지 밸브 구동 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1기준온도는 약 20℃정도이며, 제2기준온도는 제1기준온도의 약 2배로 높은 온도임을 특징으로 하는 차량의 엘피지 밸브 구동 방법.