KR200189638Y1

KR200189638Y1 - 액화석유가스 자동차용 연료제어장치

Info

Publication number: KR200189638Y1
Application number: KR2020000001397U
Authority: KR
Inventors: 이윤형; 박형규
Original assignee: 이윤형; 이광형; 박형규
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2000-07-15

Abstract

본 고안은 액화석유가스 자동차용 연료제어장치에 관한 것으로서, 특히 센서로부터의 신호를 디지털화하고 이를 마이크로프로세서를 통해 신호처리함으로써 차량의 가속과 감속시 및 공회전시의 연료공급을 스테핑 모터를 이용하여 미세하게 조절할 수 있는 액화석유가스 자동차용 연료제어장치에 관한 것이다. 본 고안의 액화석유가스 자동차용 연료제어장치는 액화석유가스연료의 공급량을 가속과 감속, 정속주행 및 공회전시 적응적으로 조절하기 위해서 전원부, 센서입력부, A/D 컨버터, 데이터처리용 CPU 및 스테핑 모터 구동드라이버로 구성된 제어회로부와, 상기 액화석유가스 연료를 믹서기로 공급하기 위한 연료통로 내부에 설치되어 엔진의 구동시 상기 제어회로부로부터의 출력신호에 응답하여 단계적으로 상하운동을 하여 가속과 감속, 정속주행 및 공회전시 상기 액화석유가스연료를 미세한 부분까지 조절하여 상기 믹서기로 공급하고 엔진의 구동을 멈추기 위하여 시동키를 오프시키면 연료통로를 닫아 연료의 공급을 차단시키는 스테핑 모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

액화석유가스 자동차용 연료제어장치 {A controller for controlling fuel supply of LPG automobile}

본 고안은 액화석유가스 자동차용 연료제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 센서로부터의 신호를 디지털화하고 이를 마이크로프로세서를 통해 신호처리함으로써 차량의 가속과 감속시 및 공회전시의 연료공급을 스테핑 모터를 이용하여 미세하게 조절할 수 있는 액화석유가스 자동차용 연료제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 일반적으로, 액화석유가스 및 가솔린 겸용차량에서는 자동차 연료공급장치의 연료공급라인에서 연료의 양을 조정하는 연료량 조정볼트, 즉 액화석유가스 연료를 엔진구동에 알맞는 양으로 공급되게 조정하는 볼트가 특정위치에 고정되어 있다. 따라서, 액화석유가스 및 가솔린 겸용차량이 최고출력을 낼 때나 정속주행시(차량의 운행에 있어서 가장 안정된 상태로 운행하는 상태) 및 공회전시에도 자동차의 연료공급통로의 연료의 양은 연료량 조정볼트가 수동으로 조정된 만큼 항상 일정하게 공급된다.

그런데, 실제로 자동차가 가속 및 최고 출력을 내기 위해서는 하나의 조정볼트로 조정되어 있는 연료통로로 공급되는 연료량보다 더 많은 연료가 필요하고, 감속시에는 하나의 조정볼트로 조정되어 있는 연료통로로 공급되는 연료량보다 더 적게 연료가 필요하다. 특히, 정속주행 및 공회전시에는 공기의 공급통로에 설치되어 있는 공기 청정기(air cleaner)의 상태, 예컨대 공기의 흐름을 방해하는 먼지 등과 같은 이물질의 흡착상태에 따라 공급되는 공기의 공급량을 고려하고, 배기가스의 유해성분 배출상태 등을 감지하여 연료량을 조절하는 것이 필요하다.

따라서, 본 고안이 속하는 기술분야에서는 이러한 가속 및 감속에 따른 액화석유가스의 연료량 조정과 정속주행시나 공회전시에서의 산소상태, 즉 공급산소량 및 배기가스의 유해성분배출량에 따른 액화석유가스의 연료량 조정을 정밀하게 제어하여 불필요한 연료소모를 방지하고 불완전 연소로 인한 유해가스 배출을 억제하는 기술의 제공이 절실히 요구되어 왔다. 이와 관련하여 대한민국 공개특허공보 제 99-24318 호에서는 가속 및 감속을 센싱하는 드로틀밸브 위치 센서와 산소상태를 감지하는 산소센서로부터의 아날로그 신호를 이용하여 스테핑모터를 제어하는 방식을 채택하고 있는데, 스테핑모터의 제어 및 이를 통한 연료통로에 배치된 연료조정피스톤의 상하높이 조정으로 액화석유가스의 연료량이 조정가능한 방식이다. 그러나, 상기 선행기술은 센서로부터의 신호가 있는지 없는지를 체크한 후, 신호의 크기에 따라 스테핑모터의 상하운동의 양을 제어하기 위해서 구동펄스신호를 발생하는 펄스발생기 및 구동펄스신호를 선택하기 위한 멀티플렉서가 추가로 설치되어야 하며, 또한 이러한 구동펄스방식의 제어로는 정밀한 스테핑 모터의 제어가 불가능한 문제점이 있었다. 뿐만아니라, 스테핑모터의 상하운동을 정확히 제어하기 위해서는 구동드라이버에 입력되는 구동펄스신호를 발생시키는 펄스발생기가 다수 설치되어야 하는 불편함도 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 액화석유가스 및 가솔린 겸용 차량에 있어서, 액화석유가스의 연료량의 제어를 가속 및 감속의 차량의 속도, 그리고 산소공급량 및 유해가스배출량과 같은 산소상태에 응하여 정밀하게 할 수 있는 액화석유가스 자동차용 연료제어장치를 제공하는데 있다.

보다 구체적으로, 본 고안의 목적은 드로틀 밸브 위치 센서 및 산소센서로부터의 신호를 디지털화하고, 이러한 디지털화된 신호를 데이터 처리용 CPU에서 연산처리함으로써 차량의 가속 및 감속과 산소상태에 응하여 정밀하게 스테핑 모터를 제어하는 액화석유가스 및 가솔린 겸용 차량의 연료제어장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 고안의 목적은 액화석유가스와 가솔린을 겸용으로 사용하는 차량의 연료전환을 원활하게 하기 위하여 스위치 패널을 사용하여 액화석유가스와 가솔린의 연료전환시 액화석유가스 연료의 공급통로를 완전하게 폐쇄함으로써 가솔린으로의 전환이 쉽고 빠르게 되도록 하고, 초기시동시 가솔린으로 시동이 되었다가 바로 LPG연료를 사용하는 LPG-AUTO 기능, 초기 시동시 가솔린으로 시동이 걸리고 악셀페달을 일정위치 이상 밟을 경우 드로틀밸브 위치센서의 신호에 의해 LPG 모드로 전환되는 가솔린-AUTO기능 및 LPG 연료잔량의 LED 표시기능과 엔진의 연소상태(람다) LED 표시기능을 추가하여 언제라도 LPG연료의 잔량과 엔진의 연소상태를 확인할 수 있는 액화석유가스 자동차용 연료제어장치를 제공함에 있다.

추가로, 본 고안의 다른 목적은 LPG 전용모드, LPG 오프모드, 가솔린 모드, LPG-AUTO 모드 및 가솔린-AUTO 모드에 따라 드로틀 밸브 위치 센서 및 산소센서로부터의 신호를 디지털화하고, 이러한 디지털화된 신호를 데이터 처리용 CPU에서 처리함으로써 차량의 가속 및 감속과 산소상태에 응하여 정밀하게 스테핑 모터를 제어하는 액화석유가스 자동차용 연료제어장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 연료제어장치에 의해 제어되는 스테핑 모터가 구비된 액화석유가스 자동차용 연료공급장치를 도시하는 단면도이다.

도 2는 본 고안의 연료제어장치의 제어회로부와 스테핑 모터의 전체 구성을 도시하는 블럭도이다.

도 3은 본 고안의 연료제어장치의 제어회로부 중 제어회로에 전원을 공급하는 전원부의 회로도이다.

도 4는 본 고안의 연료제어장치의 센서입력부인 드로틀밸브 위치센서 입력부 및 산소센서 입력부, 이들 센서입력부로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터, 그리고 A/D 컨버터로부터의 디지털 신호를 처리하여 스테핑 모터 구동 드라이버를 제어하는 데이터 처리용 CPU를 도시하는 제어회로부의 일부 상세회로도이다.

도 5는 본 고안의 연료제어장치에서 스테핑 모터를 제어하는 논리신호를 출력하는 데이터 처리용 CPU의 논리신호 출력핀, 상기 논리신호에 의해 제어되는 스테핑모터 구동드라이버 및 스테핑모터를 구동시키기 위하여 구동신호를 출력하는 상기 구동드라이버의 구동신호 출력단자를 도시하는 제어회로부의 일부 상세회로도 이다.

도 6은 본 고안의 일실시예에 따른 연료제어장치의 제어회로부와 연결되어 대응되는 신호가 입력되는 스위치 패널의 입력부의 회로도로서, 제어회로부와 각각 대응되어 연결되는 전원(B⁺) 입력부, 드로틀밸브 위치센서 입력부, 산소센서 입력부, 온도센서 입력부 및 연료메타 입력부와, 데이터 처리를 위한 CPU 및 텃치스위치 입력부를 도시하는 스위치 패널의 부분 상세회로도이다.

도 7은 본 고안의 일실시예에 따른 연료제어장치의 제어회로부와 연결되어 대응되는 신호가 출력되는 스위치 패널의 출력부의 회로도로서, 제어회로부와 각각 대응되어 연결되는 LPG-가솔린 전환신호 출력부, 가솔린-LPG전환 릴레이동작 출력부 및 LPG차단 릴레이동작 출력부와, LPG 연료 잔량표시 LED출력부, 엔진 연소상태(람다)표시 LED출력부 및 스위치 모드표시 LED출력부를 도시하는 스위치 패널의 부분 상세회로도이다.

도 8은 본 고안의 연료제어장치의 제어회로부의 전체 회로도이다.

도 9는 본 고안의 연료제어장치의 제어회로부와 연결되어 대응되는 신호가 입출력되는 스위치 패널의 전체 회로도이다.

도 10은 본 고안의 연료제어장치의 초기화 과정을 설명하는 순서도이다.

도 11은 본 고안의 연료제어장치의 가솔린 모드의 제어과정을 설명하는 순서도이다.

도 12a 내지 도 17은 본 고안의 연료제어장치의 LPG 모드의 전체 제어과정을 설명하는 순서도이다.

도 13은 본 고안의 연료제어장치의 차량 데이터설정 체크데이터 초기화루틴을 설명하는 순서도이다.

도 14는 본 고안의 연료제어장치의 스텝모터 상하한 제한 체크루틴을 설명하는 순서도이다.

도 15는 본 고안의 연료제어장치의 드로틀밸브 위치센서 레벨 체크 루틴을 설명하는 순서도이다.

도 16은 본 고안의 연료제어장치의 드로틀밸브 위치센서로부터의 디지털신호에 따른 스테핑 모터의 구동과정을 설명하는 순서도이다.

도 17은 본 고안의 연료제어장치의 산소센서로부터의 디지털신호에 따른 스테핑 모터의 구동과정을 설명하는 순서도이다.

도 18은 본 고안의 연료제어장치의 산소센서 데이터 설정루틴을 설명하는 순서도이다.

도 19는 본 고안의 연료제어장치의 파워가 오프되는 과정을 설명하는 순서도이다.

도 20은 본 고안의 연료제어장치의 메인콘트롤러와 연결되어 대응되는 신호가 입출력되는 스위치 패널에서 제어모드가 선택되는 과정을 설명하는 순서도이다.

도 21a 및 도 21b는 본 고안의 연료제어장치의 메인콘트롤러와 연결되어 대응되는 신호가 입출력되는 스위치패널에서 LPG 모드가 선택된 경우의 제어과정을 설명하는 순서도이다.

도 22는 본 고안의 연료제어장치의 메인콘트롤러와 연결되어 대응되는 신호가 입출력되는 스위치패널에서 가솔린 모드가 선택된 경우의 제어과정을 설명하는 순서도이다.

도 23a 및 도 23b는 본 고안의 연료제어장치의 메인콘트롤러와 연결되어 대응되는 신호가 입출력되는 스위치패널에서 LPG-AUTO 모드가 선택된 경우의 제어과정을 설명하는 순서도이다.

도 24a 및 도 24b는 본 고안의 연료제어장치의 메인콘트롤러와 연결되어 대응되는 신호가 입출력되는 스위치패널에서 가솔린-AUTO 모드가 선택된 경우의 제어과정을 설명하는 순서도이다.

도 25는 본 고안의 연료제어장치의 메인콘트롤러와 연결되어 대응되는 신호가 입출력되는 스위치패널에서 OFF 모드가 선택된 경우의 제어과정을 설명하는 순서도이다.

도 26 및 도 27은 본 고안의 연료제어장치에서 최초 연료로서 가솔린이 사용된 후, LPG 모드로 변환되는 '가솔린에서 LPG 변환모드'의 제어과정을 설명하는 순서도이다.

도 28은 본 고안의 연료제어장치의 메인콘트롤러, 스위치 패널 및 외부릴레이의 배선도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16: 메인 콘트롤러 또는 제어회로부의 16개핀 번호

1',2',3',4',5',6',7',8',9': 메인콘트롤러와 스위치 패널을 연결하는 잭의 9개핀 번호

100: 전원부 200: 센서입력부

210: 드로틀밸브 위치센서 입력부 220: 산소센서 입력부

300: A/D 컨버터 310: 차량데이터 저장용 EEPROM

400: 데이터 처리용 CPU 410: 논리신호출력핀

500: 스테핑 모터 구동드라이버 510: 스테핑 모터 구동신호 출력단자

600: 스테핑 모터 601: 스테핑 모터 전원잭

602: 연료조정피스톤 603: 연료공급통로입구

604: 연료통로 605: 연료공급통로출구

700: 스위치 패널의 입력부 710: B⁺입력부

720: 드로틀 밸브 위치센서 입력부

730: 산소센서입력부 740: 온도센서입력부

750: 연료메타입력부 760: 데이터처리용 CPU

770: 멀티플렉서 780: 텃치스위치입력부

800: 스위치 패널의 출력부 810: LPG-가솔린 전환신호 출력부

820: 가솔린-LPG전환 릴레이동작 출력부

830: LPG차단 릴레이동작 출력부 840: LPG 연료 잔량표시 LED출력부

850: 엔진 연소상태(람다)표시 LED출력부 860: 스위치 모드표시 LED출력부

본 고안의 액화석유가스 자동차용 연료제어장치는 액화석유가스연료의 공급량을 가속과 감속, 정속주행 및 공회전시 적응적으로 조절하기 위해서 연료제어장치의 각종 회로에 전원을 공급하는 전원부, 센서로부터의 신호가 입력되는 센서입력부, 상기 센서입력부의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터, 상기 A/D 컨버터로부터의 디지털신호가 입력되어 처리된 후 논리신호를 출력하는 데이터처리용 CPU 및 상기 논리신호가 입력되어 스테핑 모터의 구동을 제어하는 구동신호를 출력하는 스테핑 모터 구동드라이버로 구성된 제어회로부와, 상기 액화석유가스 연료를 믹서기로 공급하기 위한 연료통로 내부에 설치되어 엔진의 구동시 상기 제어회로부로부터의 출력신호에 응답하여 단계적으로 상하운동을 하여 가속과 감속, 정속주행 및 공회전시 상기 액화석유가스연료를 미세한 부분까지 조절하여 상기 믹서기로 공급하고 엔진의 구동을 멈추기 위하여 시동키를 오프시키면 연료통로를 닫아 연료의 공급을 차단시키는 스테핑 모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 연료제어장치는 제어회로부의 센서입력부로 감지된 신호를 출력하는 드로틀 밸브 위치센서, 산소센서 및 온도센서(NTC)를 추가로 구비한다.

본 고안의 액화석유가스 자동차용 연료제어장치는 전원부를 통해 제어회로부의 각종 회로에 전원을 공급하고, 센서입력부의 산소센서로부터의 산소량의 농후 및 희박상태의 신호를 A/D컨버터를 통하여 디지털 신호로 변환하고, 또한 센서입력부의 드로틀밸브 위치센서로부터의 전압변동신호를 나타내는 각각의 드로틀밸브 위치센싱신호를 A/D컨버터를 통하여 디지털 신호로 변환한 후, 이들을 데이터 처리용 CPU에 보내면 CPU에서는 각각의 산소센싱신호 및 드로틀밸브 위치 센싱신호에 응답하여 설정된 기준데이터와 비교하여 논리신호를 스테핑 모터 구동드라이버로 출력하며, 상기 구동드라이버에서는 가속 및 감속, 그리고 정속주행 및 공회전시 각각 선택적으로 필요한 스테핑 모터의 상승속도와 하강속도, 상승폭과 하강폭을 결정하여 논리 신호를 출력하는 데이터 처리용 CPU의 논리신호에 응답하여 가속 및 감속, 그리고 정속주행 및 공회전시 각각 선택적으로 필요한 스테핑 모터의 상승속도와 하강속도, 상승폭과 하강폭을 제어하여 스테핑 모터를 구동시킨다.

한편, 본 고안의 액화석유가스 자동차용 제어장치에 사용되는 A/D 컨버터로는 ADC0832 모델이 사용되는 것이 바람직하며, 데이터 처리용 CPU로는 AT89C51이 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 모드(LPG전용모드, LPG-오프모드, 가솔린모드, LPG-AUTO 모드 및 가솔린-AUTO 모드)의 선택과 연료 잔량 및 연소상태를 표시하기 위한 스위치 패널은 크게 입력부와 출력부와 나뉘는데,

상기 입력부는 상기 연료제어장치의 제어회로부와 각각 대응되어 연결되는 전원(B⁺) 입력부, 드로틀밸브 위치센서 입력부, 산소센서 입력부, 온도센서 입력부 및 연료메타 입력부와, 이들 입력부로부터의 신호를 디지털화하는 A/D 컨버터, 모드선택을 위한 텃치스위치 입력부 및 상기 A/D 컨버터로부터의 디지털 신호와 텃치스위치로부터의 신호가 입력연산되어 논리신호를 출력하는 데이터 처리용 CPU로 구성되고, 상기 출력부는 상기 연료제어장치의 제어회로부에 연결되고 스위치 패널의 신호가 출력되는 LPG-가솔린 전환신호 출력부, 가솔린-LPG전환 릴레이동작 출력부 및 LPG차단 릴레이동작 출력부와, 패널에 연료잔량표시를 위한 LPG 연료 잔량표시 LED출력부, 패널에 산소량 표시를 위한 엔진 연소상태(람다)표시 LED출력부 및 선택된 모드를 나타내는 스위치 모드표시 LED출력부로 구성되며, 상기 입력부와 상기 출력부는 상기 연료제어장치의 제어회로부와 연결되어 대응되는 신호가 입출력된다.

한편, 스위치 패널은 모드 입력을 위한 스위치로서, 모드부분은 LPG전용모드, LPG-OFF 모드 및 가솔린모드로 되어있으며 AUTO모드는 LPG-AUTO모드와 가솔린-AUTO모드로 구분된다.

LPG 전용모드는 LPG연료만 사용하는 모드로서, 스위치 패널상에 LPG글씨로 표시된 부분을 누르면 LPG글씨의 윗부분 LED가 점등되어 LPG전용모드임을 표시하고 차량은 LPG연료만 사용하게 된다.

LPG-오프 모드는 LPG연료를 사용하고 나서, 엔진을 정지시킬 때나 혹은 LPG탱크로부터 공급되는 공급관내의 LPG연료를 소모시킬 목적이 발생할 때 사용하는 모드로서 스위치 패널상에 OFF글씨로 표시된 부분을 누르면 OFF글씨의 윗부분 LED가 점등되어 OFF모드임을 표시하고, LPG 차단 릴레이동작 출력부의 외부릴레이 동작신호를 출력함으로써 LPG연료가 차단되어 이미 공급된 LPG연료가 모두 소모되면 엔진이 멈추게 된다.

가솔린 전용모드는 가솔린 연료만 사용하는 모드로서, 스위치 패널상에 G/S글씨로 표시된 부분을 누르면 G/S글씨의 윗부분 LED가 점등되어 가솔린 전용모드임을 표시하고 차량은 가솔린 연료만 사용하게 된다.

AUTO 모드중 LPG-AUTO모드는 초기시동이 가솔린으로 되었다가 시동후 LPG연료로 전환되는 기능을 갖추고 있으며, 가솔린-AUTO모드는 가솔린으로 시동이 걸린후 드로틀밸브 위치신호가 일정 위치신호 이상이 되면 LPG연료로 전환되어 엔진이 구동하게 한다. 이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 일실시예인 연료제어장치에 의해 제어되는 스테핑 모터가 구비된 액화석유가스 자동차용 연료공급장치를 도시하는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 연료공급장치는 스테핑 모터(600)를 구동시키기 위한 스테핑 모터 전원잭(601), 스테핑 모터(600), 액화석유가스 연료가 유입되는 연료공급통로입구(603), 믹서기로 소정량의 연료를 공급하는 연료공급통로출구(605), 스테핑 모터(600)의 회전에 의해 상하로 이동하여 연료통로(604)로의 연료 유입을 조절하는 연료조정피스톤(602)으로 구성되어 있다.

상기 연료공급장치에서 연료공급통로입구(603)을 통하여 유입된 연료는 가속과 감속, 정속주행 및 공회전시 믹서기로의 유입량을 가속과 감속, 정속주행 및 공회전시의 필요한 상태에 대응하여 조절되어 믹서기로 공급된다. 이때, 연료조정피스톤(602)은 스테핑모터(600)의 제어회로부의 구동드라이버(500)의 구동신호에 따라 초당 소정회전을 단계적으로 하며 이에 따라 상하로 이동하게 된다. 따라서, 연료통로(604)을 통하여 가속과 감속, 정속주행 및 공회전시에 필요한 양만큼 제어된 연료가 통과하게 된다.

도 2는 본 고안의 연료제어장치의 제어회로부와 스테핑 모터의 전체 구성을 도시하는 블럭도이고, 도 3은 상기 제어회로부 중 제어회로에 전원을 공급하는 전원부의 회로도이다.

도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 전원부(100)에서는 시동키[제어회로부 또는 메인 콘트롤러의 외부연결핀 16개 중 2번 핀(2:KEY ON)에 연결]를 온(ON)으로 하였을 때 엔진을 구동하기 위하여 발생하는 시동키 온(ON)전압이 인가되고, 이 전압이 무접점 릴레이(SSR1)의 3번단자에 소정의 전압이 인가됨으로써 무접점 릴레이가 연결되어 밧데리(Battery) 전압[메인 콘트롤러의 1번 핀(1:+12V)에 연결]이 무접점 릴레이(SSR1)의 1번단자에서 2번단자로 인가되고, 결국에는 센서입력부(200), A/D 컨버터(300), 데이터 처리용 CPU(400) 및 스테핑 모터 구동드라이버(500) 등의 전체 회로내에 전원을 공급하게 된다. 이를 상세히 살펴보면, 전원부(100)의 회로는 본 고안의 연료제어장치의 전체회로의 전원입력으로 1번 핀(1:+12V)을 가지고, 시동키 온(ON)전압 입력으로 2번 핀(2:KEY ON)을 가진다. 한편, 상기 1번 핀(1:+12V) 및 2번 핀(2:KEY ON)에 연결된 외부배선의 전원연결부 바로 후단에는 휴즈를 접속하여 회로내에 과전류의 흐름을 방지하여 회로 전체를 보호하도록 설계하였다. 1번 핀의 +12V 전원은 밧데리(Battery) 전원으로 노이즈필터용 쵸크코일(L1)을 통하여 무접점릴레이(SSR1)의 1번단자에 접속되어 무접점릴레이(SSR1)의 2번단자에 전원 공급을 위한 준비가 되어 있다. 무접점릴레이(SSR1)는 4개의 단자 1,2,3,4를 구비하고 있는데 1번단자에는 밧데리 전원인 공급전원이 인가되고 4번단자는 접지되며, 3번단자에 소정의 릴레이 구동전압 즉, 시동키 온전압이 인가되면 1번단자의 전압이 2번단자로 인가되는 구조이다. 즉, 2번 핀(2:KEY ON)에 시동키 온(ON)으로 인한 시동키 온전압이 인가되고, 무접점릴레이(SSR1)의 3번단자에 시동키 온전압이 공급되면 무접점릴레이(SSR1)의 1번단자의 전압이 2번단자로 인가된다. 다시 이 전압은 제1 전압조정기(Voltage Regulator, U1)의 1번단자에 인가되는데, 여기서 1번핀으로부터의 전원전압(12V∼13.8V)이 9V로 강하되고, 이 전압이 제2 전압조정기(U2)의 1번단자에 인가되어 제 1 전압조정기에서 9V로 강하된 전압을 추가로 5V로 강하한다. 제 2 전압조정기는 강하된 5V 전압을 3번단자를 통하여 출력하여 제어회로부(또는 메인 콘트롤러)의 전체 회로내의 A/D컨버터(300), 데이터 처리용 CPU(400), 스테핑모터 구동드라이버(500)등 5V를 필요로 하는 모든 회로에 전원을 공급하게 된다. 한편, 1번 핀의 12V전원 공급부 및 2번 핀의 시동키 전압 공급부 선로상에 설치된 써지 흡수기(SGA1, SGA2)는 전원 입력단으로부터 들어오는 써지전압을 흡수하여 전체회로에 영향을 주지 않도록 설계하였다. 또한, 커패시터(C1)는 다이오드 (D4)와 접속된 저항(R1)의 출력단 및 무접점릴레이(SSR1:Solid State Relay)사이에 양극이 접속되며 접지단자에 음극이 접속되어, 상기 2번 핀(2:KEY ON)의 전원이 차단되었을 경우에도 이미 충전되었던 전하를 방전시킴으로써 상기 무접점릴레이(SSR1)를 동작시킬 수 있다. 또한, 커패시터(C1)는 방전시간 동안 무접점릴레이(SSR1)의 3번단자에 방전된 전류를 공급함으로써 무접점릴레이(SSR1)의 1번단자의 전류가 2번단자로 흐르도록 하여 지연소자로서의 역할도 하게 된다. 다이오드(D4)는 입력단이 2번핀(2:KEY ON)에 접속되고 출력단이 저항(R1)에 접속되어 전류를 일방향으로만 통과시킨다. 또한, 다이오드(D4)는 커패시터(C1)의 방전시 역류방전을 차단하는 역할도 한다.

도 4는 본 고안의 일실시예인 연료제어장치의 센서입력부(200), A/D컨버터(300) 및 데이터 처리용 CPU(400)를 도시하는 일부 상세회로도이다.

도 4를 참조하면, 메인콘트롤러의 2번 핀(2:KEY ON)은 차량을 구동하기 위하여 시동키를 온(ON: 디지털신호=1)시키면 발생하는 시동키 온(ON)전압 입력단자로서 상기 2번핀을 통하여 들어온 신호가 다이오드(D5)와 저항(R23)을 통하여 포토커플러 (PC2)를 동작시키면 온(ON)신호는 CPU(400)의 8번 핀에 입력되어 엔진 구동의 시작을 CPU(400)에 전달하게 된다. 한편, 메인콘트롤러의 12번핀(12:TPS SEN)은 차량의 가속과 감속, 정속주행 및 공회전 상태의 드로틀밸브 위치센서의 아날로그 전압신호(0∼5V)입력단자로서, 저항(R15)을 거친 아날로그 전압신호는 A/D컨버터(U5)에 입력되고 디지털 신호로 변환된 후 데이터 처리용 CPU(400)로 전달된다. 또한, 메인 콘트롤러의 13번핀(13:O₂SEN)은 연료량의 농후 및 희박상태를 나타내는 산소센서의 아날로그 전압신호(0∼1000mV)입력단자로서, 산소센서입력부(220)을 통하여 저항(R14)을 거친 아날로그 전압신호는 A/D컨버터(U5)에 입력되고 디지털 신호로 변환된 후 데이터 처리용 CPU(400)로 전달된다.

데이터 처리용 CPU(400)는 드로틀밸브 위치센서 입력부(210) 및 산소센서입력부(220)를 통하여 들어오는 아날로그 신호가 A/D컨버터(U5)를 거쳐 각각 디지털신호로 변환되어 입력되면 이미 설정된 데이터와 비교하여 이에 대응하는 연료량을 조절하기 위한 소정의 논리신호를 출력하여 스테핑모터 구동드라이버(500)로 송출하고, 상기 스테핑모터 구동드라이버(500)는 입력된 논리신호에 대응하는 구동신호를 발생시켜 가속과 감속, 정속주행 및 공회전시 각각의 상태에 따른 적절한 연료공급을 수행하도록 스테핑 모터(600)를 구동하여 적정연료를 공급하게 된다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 메인 콘트롤러의 2번 핀(2:KEY ON)은 엔진의 시동신호 입력부로서 엔진을 구동하기 위하여 시동키를 2단으로 돌리면 상기 2번 핀에 엔진 시동 신호전압이 인가되고, 이 전압이 직렬로 접속된 다이오드(D5)와 저항(R23)을 경유하여 발광다이오드를 동작시킨다. 포토커플러(PC2)의 2번 단자를 통해 전류가 접지로 빠져나가면 포토커플러(PC2)의 발광다이오드가 동작하여 빛이 방출되고, 이에 따라 수광다이오드의 4번 단자에 접속된 5V의 전압이 3번 단자로 흐르게 되어, 접지된 저항(R8)에 의해 분배된 전압이 신호전압으로서 데이터 처리용 CPU(400)의 8번핀에 입력되어 엔진 시동신호(디지털신호=1)가 온된다. 한편, 메인 콘트롤러의 2번핀(2:KEY ON)의 시동신호 입력단 직후에 접속된 써지흡수기(SGA3)와 다이오드(D3)는 전술한 바와 같이 시동신호 입력단으로부터 들어오는 써지전압을 방지하여 회로를 보호하기 위한 소자이다.

한편, 메인 콘트롤러의 12번 핀(12:TPS SEN)은 드로틀밸브 위치센서 입력부(210)로서 차량의 가속과 감속, 정속주행과 공회전 상태의 드로틀 밸브의 위치가 아날로그 전압신호(0∼5V)로서 입력되는 곳이다. 상기 입력된 아날로그 신호는 저항(R15)을 거쳐 A/D컨버터(U5)에서 디지털신호로 변환되는데, 이 변환된 디지털신호는 데이터 처리용 CPU(400, U3)에서 스테핑 모터(600)의 구동을 제어하는데 매우 중요한 비교신호가 된다. 스테핑 모터의 구체적인 제어방법에 대해서는 후술하기로 한다. 한편, 드로틀밸브 위치센서 입력부(210)에 연결되어 있는 저항(R15)은 드로틀밸브 위치센서(도시되지 않음)로부터의 신호를 보호하기 위한 저항이다. 또한, 메인 콘트롤러의 13번 핀(13:O₂SEN)은 산소센서 입력부(220)로서 배기가스 중의 산소 농도와 대기중의 산소농도와의 비교에 의하여 발생된 산소센서의 기전력이 입력되는 곳으로서, 그 기전력은 통상 0mV∼1000mV 정도이다. 배기가스중의 산소농도가 대기중의 산소농도에 비해 낮으면 산소센서의 기전력이 상승하고, 반대로 배기가스중의 산소농도가 대기중의 산소농도에 비해 높으면 기전력이 하강한다.

따라서, 산소센서(도시되지 않음)의 기전력을 센싱하면 연료의 농후, 희박의 정도를 파악할 수 있는데, 산소센서입력부(220)를 통하여 입력된 산소센서의 연료량 농후 또는 희박상태의 센싱신호가 아날로그 신호로서 저항(R14)을 거쳐 A/D컨버터(U5)에 입력된다. 상기 A/D 컨버터(U5)에서 산소센서로부터의 아날로그 신호는 디지털신호로 변환되는데, 변환된 디지털신호는 데이터 처리용 CPU(400, U3)에서 스테핑 모터의 구동을 제어하는데 매우 중요한 비교신호가 된다.

즉, 엔진이 정속주행 또는 공회전시 연료의 농후신호가 발생하면, 이를 데이터 처리용 CPU(400, U3)에서 미리 설정된 데이터와 비교하여 논리신호를 출력하게 된다. 상기 출력된 논리신호는 후술될 도 5의 스테핑모터 구동 드라이버(500, U4)에 입력되고, 스테핑모터 구동 드라이브(500, U4)는 이 논리신호에 대응하는 구동신호를 출력함으로써 스테핑 모터(600)의 연료조정피스톤(602)을 1스텝씩 하강시켜 연료량을 감소시켜 나간다. 이러한 연료량의 감소에 따라 산소센서로부터의 기전력도 감소하고, 이에 따라 A/D 컨버터(300)에서 변환된 비교신호를 데이터 처리용 CPU(400, U3)에서 미리 설정된 데이터와 비교하여 적당한 연료의 혼합비 조성이라고 상기 CPU(400, U3)에서 판단하면 스텝모터의 동작은 멈추게 된다.

이후에, 산소센서의 신호에 의해 희박신호가 감지되면 이를 다시 데이터 처리용 CPU(400, U3)에서 미리 설정되어 있는 데이터와 비교하여 논리신호를 출력한다. 상기 출력된 논리신호는 후술될 도 5의 스테핑모터 구동드라이버(500, U4)에 입력되고, 스테핑모터 구동드라이버(500, U4)는 이 논리신호에 대응하는 구동신호를 출력함으로써 스테핑 모터(600)의 연료조정피스톤(602)을 1스텝씩 상승시켜 연료량을 증가시키는 동작을 연속적으로 하게 된다.

결국, 드로틀밸브 위치센서 입력부(210)로부터의 드로틀밸브 위치신호가 가속 또는 감속모드 상태로, 또한 산소센서 입력부(220)로부터의 산소센서 신호가 연료의 농후 또는 희박신호상태로 아날로그 신호로서 연료제어장치의 제어회로부에 입력되고, 이들 신호가 A/D컨버터(U5)를 거쳐 각각 디지털신호로 변환되어 데이터처리용 CPU(U3)에 입력되면 미리 설정된 데이터와 디지털 신호로 변환된 비교신호를 각각 비교하여 이에 대응하는 연료량을 조절하기 위한 소정의 논리신호가 데이터처리용 CPU(U3)에서 출력된다. 출력된 논리신호는 후술될 도 5의 스테핑모터 구동드라이버(U4)에 입력되고, 상기 스테핑모터 구동드라이버(U4)는 상기 논리신호에 대응하는 구동신호를 출력함으로써 가속과 감속, 정속주행 및 공회전시 각각의 상태에 따른 적절한 연료공급을 수행하기 위하여 스테핑 모터(600)를 상하로 구동하여 적정연료를 공급하게 된다. 한편, A/D 컨버터 입력전에 산소센서 입력부(220) 및 드로틀밸브 위치센서 입력부(210)에 연결되어 있는 저항(R14) 및 저항(R15)은 각각 산소센서신호 및 드로틀 밸브 위치신호를 보호하기 위한 저항이다.

도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 연료제어장치의 스테핑 모터 제어를 위한 데이터 처리용 CPU(400, U3)의 논리신호 출력핀, 상기 논리신호를 받아 스테핑 모터(600)를 구동시키는 스테핑모터 구동드라이버(500, U4) 및 스테핑모터를 구동시키기 위하여 구동신호를 출력하는 구동신호 출력단자를 도시하는 일부 상세회로도이다.

도 5의 회로도를 참조하면, 전술한 도 4에 도시된 데이터 처리용 CPU(400, U3)는 도 4의 드로틀밸브 위치센서 입력부(210) 및 산소센서 입력부(220)를 통하여 들어오는 아날로그 신호가 A/D컨버터(U5)를 거쳐 각각 디지털신호로 변환되어 입력되면, 이를 이미 설정된 데이터와 비교하여 연료량을 조절하기 위한 소정의 논리신호를 도 5의 출력핀(410)을 통하여 출력한다. 이 출력된 논리신호는 스테핑모터 구동드라이버(500, U4)에 보내지고, 스테핑모터 구동드라이버(500, U4)는 상기 논리신호에 대응하는 가속과 감속, 정속주행 및 공회전시 각각의 상태에 따른 구동신호를 출력단자(510)를 통하여 출력함으로써 스테핑 모터(600)를 상하로 구동하여 가장 알맞는 적정연료를 공급하게 된다.

도 6은 본 고안의 연료제어장치의 제어회로부와 연결되어 대응되는 신호가 입력되는 스위치 패널의 입력부의 회로도이다. 상기 스위치 패널의 입력부는 스위치부분에서 사용하는 전원을 공급받기 위한 밧데리(B⁺)입력부(710), 차량의 가속상태를 알기 위한 드로틀밸브 위치센서 입력부(720), 연료공급량의 농후 및 희박상태 즉, 연료의 연소상태를 알기 위한 산소센서 입력부(730), 엔진의 냉간상태 및 온간상태를 알기 위한 온도센서 입력부(740), LPG연료의 잔량을 확인하기 위한 연료메타입력부(750), 상기 입력부들을 통하여 입력된 데이터를 처리하는 데이터 처리용 CPU(760) 및 사용자의 선택에 따라 모드(LPG모드, OFF모드, 가솔린모드, AUTO모드)를 전환할 수 있는 텃치스위치 입력부(780)를 도시하는 상세 회로도이다.

도 6을 참조하면, 밧데리입력부(710)는 상기 스위치 패널의 회로내에서 사용되는 전원의 입력부로서, 도 3에 도시된 제 2 전압조정기(U2)의 3번단자로부터 5V로 강하되어 출력되는 전압이 스위치패널의 8'번핀을 통하여 인가된다.

드로틀 밸브 위치센서 입력부(720)는 차량의 가속과 감속, 정속주행과 공회전상태에서 드로틀 밸브의 위치가 아날로그 전압신호(0∼5V)로서 입력되는 곳이다. 상기 아날로그 신호는 저항(R2)을 거쳐 A/D 컨버터(U3)에 입력되어 디지털 신호로 변환된 후 데이터 처리용 CPU(760)로 전달된다. 한편, 도 6의 저항(R2)은 드로틀밸브 위치신호를 보호하기 위한 저항이다.

산소센서 입력부(730)는 배기가스중의 산소농도와 대기중의 산소농도와의 비교에 의하여 발생된 기전력이 입력되는 곳으로서, 입력되는 기전력은 통상 0mV∼1000mV의 범위이다. 배기가스중의 산소농도가 대기중의 산소농도에 비해 낮으면 산소센서의 기전력이 상승하고, 반대로 배기가스중의 산소농도가 대기중의 산소농도에 비해 높으면 기전력이 하강한다. 산소센서입력부(730)을 통하여 산소센서의 연료량 농후 또는 희박상태의 신호가 아날로그 신호로서 입력된다. 이 신호는 저항(R3)를 거쳐 A/D컨버터(U3)에 입력되어 디지털신호로 변환되는데, 변환된 디지털신호는 데이터 처리용 CPU(760)로 전달된다. 한편, 도 6의 저항(R3)은 산소센싱신호를 보호하기 위한 저항이다.

온도센서입력부(740)는 전술한 도 3의 제 2전압조정기로부터의 5V의 전압을 인가받으며, 저항(R4)을 통하여 도시되지 않은 온도센서에 연결되어 있다. 온도센서는 엔진의 열을 민감하게 받아들이는 위치 즉, 냉각수의 순환통로에 설치되어 있다. 온도센서는 온도변화에 따라 저항이 변하여 전압의 변동이 생김으로써 엔진의 냉간 또는 온간상태를 감지하는데, 온도센서에서 발생된 아날로그 신호전압(0∼5V)은 온도센서입력부(740)를 통하여 스위치 패널의 회로로 입력된다. 입력된 신호전압은 저항(R4)을 거쳐 A/D컨버터(U4)에 입력되어 디지털신호로 변환된 후 데이터 처리용 CPU(760)로 전달된다. 한편, 도 6의 저항(R4)은 온도센서 신호를 보호하기 위한 저항이다.

연료메타입력부(750)는 연료의 잔량에 따라 전압이 달라지는 가변저항식 연료메타센서로부터 들어오는 전압신호를 받아들이는 입력부로서 LPG용 연료메타센서는 연료가 풀(FULL)상태(85%)일 때 가변저항이 1∼2Ω이 되어 전압이 떨어지고, 반대로 LPG연료를 사용함에 따라 전압이 상승하는데 연료가 거의 소모되는 상태(0∼10%)일 때 가변저항이 100Ω이 되어 전압이 상승하게 된다.

연료메타입력부(750)를 통하여 입력된 LPG 유량센서의 아날로그 신호전압(0∼5V)은 저항(R5)을 거쳐 A/D컨버터(U4)에 입력되어 디지털신호로 변환되는데 이 변환된 디지털신호는 데이터 처리용 CPU(760)로 전달된다. 한편, 도 6의 저항(R5)은 LPG유량센서 신호를 보호하기 위한 저항이다.

각각의 입력부를 통하여 들어오는 아날로그 신호들이 A/D컨버터(U3, U4)에 입력되어 각각 디지털신호로 변환된 후 데이터 처리용 CPU(760, U1)에 입력되면 상기 CPU(760, U1)에서는 미리 설정된 데이터와 각각의 디지털 신호를 비교하여 이에 대응하는 논리신호를 출력단자를 통해 내보낸다. 이때, 상기 A/D 컨버터(U3, U4) 또는 EEPROM(도 6의 U5)의 입출력 신호선은 모두 같이 연결되어 있으므로 상기 CPU(760, U1)가 해당 칩(A/D컨버터 또는 EEPROM)으로부터 데이터를 읽을 때 각각의 칩의 칩선택 핀(CS)에 칩선택신호(A/D 컨버터의 경우에는 0, EEPROM인 경우에는 1)를 주면서 직렬신호인 판독신호를 각 칩의 DI핀으로 보내면 선택된 칩에서 DO 핀으로부터 직렬신호를 출력하게 된다. 이때, 각 칩과의 동기화를 위해 상기 CPU(760, U1)는 클럭신호를 각 칩으로 보낸다.

이를 구체적으로 설명하면, 드로틀 밸브 위치센서 입력부(720)를 통하여 입력된 드로틀 밸브 위치신호를 상기 CPU(760)에서 미리 설정된 값과 비교하여 입력된 위치신호가 설정된 위치를 초과하였을 경우에는 후술되는 가솔린-LPG 전환 릴레이동작 출력부(820)에 신호를 보내어 외부릴레이를 동작시킨다. 또한, 산소센서입력부(730)을 통하여 입력된 산소센서 신호는 엔진의 연소상태를 표시하는 엔진 연소상태(람다)표시 LED(850)를 구동시키는 데이터로서, 상기 CPU(760)에서 미리 설정된 데이터와 비교하여 연료공급의 농후 및 희박상태에 따라 후술되는 도 7의 7개의 LED(850)를 좌, 우로 이동시켜 가며 점등시킨다. 또한, 온도센서입력부(740)를 통하여 들어온 엔진의 냉간 또는 온간 센싱전압신호는 상기 CPU(760)에서 미리 설정된 데이터와 비교하여 엔진의 냉온간 상태를 사용자에게 알려주는데 냉간시에는 LPG 모드 표시 LED인 D15와 가솔린 모드 표시 LED인 D17이 깜박이며 점멸하고 온간시에는 LPG 모드표시 LED인 D15와 가솔린 모드표시 LED인 D17이 점등되어 켜져 있는 상태가 된다. 마지막으로, 연료메타입력부(750)를 통하여 입력된 LPG유량 센싱신호는 연료의 잔량을 표시하는 LPG연료 잔량표시 LED(840)를 구동시키는 데이터로서, 상기 CPU(760)에서 미리 설정된 데이터와 비교하여 LPG연료의 잔량상태에 따라 후술될 도 7의 7개의 LED(840)를 점등시킨다.

한편, 텃치스위치입력부(780)는 스위치 패널의 모드입력 스위치로서 모드부분은 LPG전용모드, LPG-OFF 모드 및 가솔린모드로 되어 있으며, AUTO모드는 LPG-AUTO모드와 가솔린-AUTO모드로 구분된다.

이를 상세히 설명하면, LPG 전용모드는 LPG연료만 사용하기 위하여 스위치 패널상에 LPG글씨로 표시된 부분을 누르면 LPG글씨의 윗부분 LED가 점등되어 LPG전용모드임을 표시하고 차량은 LPG연료만 사용하게 된다.

LPG-오프 모드는 LPG연료를 사용하고, 엔진을 정지시킬 때나 혹은 LPG탱크로부터 공급되는 공급관내의 LPG연료를 소모시킬 목적이 발생할 때 사용하는 모드로서 스위치 패널상에 OFF글씨로 표시된 부분을 누르면 OFF글씨의 윗부분 LED가 점등되어 OFF모드임을 표시하고, LPG 차단 릴레이동작 출력부의 외부릴레이의 동작신호를 출력함으로써 LPG연료가 차단되어 이미 공급된 LPG연료가 모두 소모되면 엔진이 멈추게 된다.

가솔린 전용모드는 가솔린 연료만 사용하기 위하여 스위치 패널상에 G/S글씨로 표시된 부분을 누르면 G/S글씨의 윗부분 LED가 점등되어 가솔린 전용모드임을 표시하고 차량은 가솔린 연료만 사용하게 된다.

AUTO 모드중 LPG-AUTO모드는 초기시동이 가솔린으로 되었다가 시동후 LPG연료로 전환되는 기능을 갖추고 있으며, 가솔린-AUTO모드는 가솔린으로 시동이 걸린후 드로틀밸브 위치신호가 일정 위치신호 이상이 되면 LPG연료로 전환되어 엔진이 구동하게 한다.

도 7은 본 고안의 일실시예에 따른 연료제어장치의 제어회로부와 연결되어 대응되는 신호가 출력되는 스위치 패널의 출력부의 회로도로서, 이는 LPG-가솔린 전환신호 출력부(810), 가솔린-LPG 전환릴레이 동작 출력부(820), LPG 공급을 차단하는 LPG 차단 릴레이동작 출력부(830), LPG연료의 잔량을 표시하는 LPG 연료 잔량표시 LED 출력부(840), 엔진연소상태(람다)표시 LED 출력부(850) 및 사용모드를 표시하는 스위치 모드표시 LED 출력부(860)를 도시하고 있다.

도 7의 회로도를 참조하여 구체적으로 설명한다.

우선, 가솔린을 사용하기 위하여 스위치 패널의 가솔린 텃치스위치(G/S)를 누르면 데이터 처리용 CPU(760)의 19번핀으로부터 가솔린모드신호(디지털신호=0)가 출력되고, 이 신호가 LPG-가솔린 전환신호 출력부(810)를 통하여 전술한 도 4의 데이터 처리용 CPU(400)에 보내져 스테핑모터(600)를 하강시켜 LPG연료를 차단하게 된다.

가솔린-LPG 전환 릴레이동작 출력부(820)는 가솔린을 사용하기 위하여 가솔린 텃치스위치(G/S)를 누르면 데이터 처리용 CPU(760)의 2번핀으로부터 외부릴레이(870) 구동신호(디지털신호=1)가 출력하게 되어 메인콘트롤러의 포토커플러(ISO2)의 접지단자(2번단자)에 양의 전압이 공급되어 포토커플러는 동작을 하지 않게 된다. 따라서, 메인콘트롤러 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자(2번단자)에는 동작전압이 흐르지 않게 되어 메인콘트롤러의 9번핀(9:L/G S/W GND)으로 외부릴레이(870) 동작전류가 흐르지 않게 되고, 외부릴레이(870)의 30번단자에 공급되는 연료펌프 B+ 전원이 외부릴레이(870)의 87a단자에 인가되어 결국에는 가솔린 연료펌프에 전원을 공급하여 가솔린 연료펌프를 구동시킨다. 따라서 자동차는 가솔린으로 운행을 할 수 있다. 또한, LPG을 사용하기 위하여 스위치 패널상의 LPG 텃치스위치(LPG)를 누르면 데이터 처리용 CPU(760)의 2번핀으로부터 외부릴레이 구동신호(디지털신호=0)를 출력한다. 이때에 메인콘트롤러의 포토커플러(ISO2)의 접지단자(2번단자)에는 0V의 구동신호가 인가되어 상기 포토커플러(ISO2)는 동작되고, 트랜지스터(Q2)의 베이스에는 동작전압이 인가된다. 상기 트랜지스터(Q2)의 동작으로 메인콘트롤러 9번핀을 통해 외부릴레이(870) 동작전류가 메인콘트롤러의 트랜지스터(Q2)의 접지로 빠져 나가게 되고 외부릴레이(870)는 동작하게 된다. 따라서, 외부릴레이(870)의 30번단자에 공급되는 연료펌프 B+ 전원이 외부릴레이(870)의 87번단자에 인가되고 결국에는 LPG 연료관련 기기로 가는 전원이 공급되어 자동차는 LPG연료로 운행을 할 수 있게 된다.

LPG 차단 릴레이동작 출력부(830)는 LPG연료로 사용하는 차량이 운행을 마치고 남아있는 LPG연료를 소모시키거나, 가솔린으로 연료를 전환하기 위하여 남아있는 LPG연료를 소모시키기 위한 외부릴레이 구동신호 출력부로서, 스위치 패널상의 OFF 텃치스위치(OFF)를 누르면 데이터 처리용 CPU(760)의 3번핀으로부터 LPG 차단 릴레이동작 출력부(830)를 통해 구동신호(디지털신호=0)가 출력된다. 이때, 메인콘트롤러에 장착된 포토커플러(ISO1)의 접지단자(2번단자)에 구동신호인 0V가 인가되어 상기 포토커플러는 동작하게 되므로 메인콘트롤러의 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자에 동작전원이 공급되게 된다. 따라서, 메인콘트롤러 8번핀(8: LPG OFF GND)을 통해 외부릴레이(880) 동작전류가 메인콘트롤러의 트랜지스터(Q1)의 접지로 빠져 나가게 되어 상기 외부릴레이(880)는 동작하게 되고, LPG연료 관련기기로의 전원공급이 차단되어 결국에는 LPG연료의 공급을 차단하게 된다.

한편, 발광다이오드들(D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7)은 LPG연료의 잔량을 나타내는 LPG유량계로서 전술한 연료메타입력부(750)를 통하여 입력된 LPG연료의 유량데이터와 데이터 처리용 CPU (760)에서 미리 설정된 데이터를 상기 CPU(760)에서 비교분석하여 LPG연료유량이 많으면 LED(D1부터 D7)까지 점등되고, LPG연료를 사용함에 따라 유량이 줄어들면 LED(D1) 방향으로 LED가 하나씩 소등되도록 구동신호를 출력하도록 되어 있다. 따라서, LPG연료의 잔량에 부응하여 LED의 점등이 가능하게 된다.

발광다이오드들(D8, D9, D10, D11, D12, D13, D14)은 엔진연소 상태표시 LED출력부(850)로서 전술한 산소센서입력부(730)을 통하여 입력된 LPG연료 농후 및 희박신호의 산소센서 데이터와 데이터 처리용 CPU(760)에서 미리 설정된 데이터를 상기 CPU(760)에서 비교분석하여 LPG연료가 많이 공급되는 연료농후신호가 들어오면, LED(D14)방향으로 먼저 점등된 LED는 소등하고 다음 LED는 점등되는 방식으로 연료의 농후상태를 알리며, LPG연료공급이 적게 공급되는 연료희박신호가 들어오면, LED(D8)방향으로 먼저 점등된 LED는 소등하고 다음 LED는 점등되는 방식으로 연료의 희박상태를 알리게 된다.

발광다이오드들(D15, D16, D17, D18)은 모드표시 출력부(860)로서 발광다이오드(D15)는 LPG모드의 표시부에 위치하고, 발광다이오드(D16)는 OFF모드의 표시부에 위치하며, 발광다이오드(D17)는 가솔린모드의 표시부(G/S)에 위치하고, 발광다이오드(D18)는 AUTO모드의 표시부에 위치하고 있다. LPG 연료를 사용하는 LPG모드일 때에는 발광다이오드(D15)가 점등되고, OFF모드일 때에는 발광다이오드(D16)가 점등되며, 가솔린모드일 때에는 발광다이오드(D17)가 점등되는데 LPG-AUTO모드일 때에는 발광다이오드(D15)와 발광다이오드(D18)가 점등되어 있으며, 가솔린-AUTO모드일 때에는 발광다이오드(D15)는 점등되고 발광다이오드(D18)는 점등과 소등을 하는 상태로, 즉 깜박깜박하도록 되어 있어 LED의 표시상태에 따라 현재 사용모드를 파악할 수 있다.

이를 상세히 설명하면, LPG-모드에서는 LPG로 구동 또는 사용시 LPG 부분의 LED가 켜지는데, 냉간시에는 깜박깜박이면서 점멸되고 온간시에는 켜져 있게 된다. 이 모드는 LPG를 사용할 수 있는 모드이다. 또한, OFF 모드에서는 LPG 잔량을 태울 경우 또는 파킹시에 OFF 부분을 누르면 OFF 부분에 LED가 점등되면서 LPG 잔량이 소멸되면서 엔진의 구동이 멈추게 되는데, 이후 다시 엔진을 구동하면 LPG 모드상태로 구동된다. G/S 모드에서는 가솔린으로 구동 또는 사용시 G/S부분의 LED가 들어오며, 냉간시에는 깜박깜박이면서 점멸되고 온간시에는 켜져 있게 된다. 이 모드에서는 가솔린을 연료로서 사용할 수 있다. AUTO 모드로는 LPG-AUTO 모드와 가솔린-AUTO모드가 있다. LPG-AUTO 모드는 LPG를 사용하거나 LPG LED가 켜져 있을 경우 AUTO 버튼을 누르면 AUTO 버튼의 LED가 켜지고, 엔진을 구동시키면 가솔린으로 엔진이 구동된 후 바로 LPG연료로 전환되어 사용하게 된다. 이때, AUTO 버튼의 LED는 점멸하지 않고 켜져 있는 상태가 된다. 가솔린-AUTO 모드는 G/S 버튼을 눌러 가솔린을 사용하거나 G/S LED가 켜져 있을 경우에 AUTO 버튼을 누르면 AUTO 버튼의 LED가 켜지고, 엔진을 구동시키면 가솔린으로 엔진이 구동되며 악셀레이터의 페달을 일정구간 이상 밟으면 LPG 연료를 사용할 수 있도록 LPG 모드로 전환된다. 이때, AUTO 버튼의 LED는 깜박깜박하고 점멸하는 상태가 된다.

이하에서는 첨부된 순서도에 따라 본 고안의 연료제어장치의 제어과정을 상세히 설명하고자 한다.

도 10은 본 고안의 연료제어장치의 제어방법에 있어서, 초기화과정을 설명하는 순서도이다. 초기화단계는 엔진을 구동하기 위한 준비단계로 시스템의 하드웨어와 변수를 초기화하는 단계이다. 도 10의 과정에 따라 초기화가 달성되면, 데이터 처리용 CPU(400)는 시스템 모드를 체크하여 LPG 모드인 것으로 판명되면 LPG 모드가 시작되고, 가솔린 모드인 것으로 판명되면 가솔린 모드가 시작된다.

도 11은 본 고안의 연료제어장치의 가솔린 모드제어과정을 나타내는 순서도로서, 차량의 시동 키(key)가 온상태(밧데리 전원의 인가)인지를 확인하고 시동 키가 오프상태이면 시스템전원을 차단하고, 온상태이면 모드스위치를 체크하여 LPG 모드이면 LPG 모드 시작루틴으로 이동하고, 가솔린 모드이면 초기화스위치를 체크하게 된다. 초기화 스위치는 차량에 설정된 데이터에 이상이 발생하였을 경우 프로그램내에 설정된 기본데이터로 초기화한다. 초기화 스위치 체크 후 통신출력상태를 체크하여 시스템의 각종 정보를 컴퓨터 모니터를 통하여 관찰할 수 있도록 통신포트로 데이터를 출력하고 다시 처음으로 되돌아가 반복하게 된다.

도 12a 내지 도 17은 LPG 모드가 제어되는 전체 과정을 나타내는 순서도로서, 그 중 도 12a 내지 도 12c는 초기시동시 엔진의 냉온간(즉 냉각수 온도) 및 대기시간 동안에 제어되는 과정을 나타내는 순서도로서, EEPROM에서 LPG 모드 데이터를 판독하고, 키스위치가 온이고 모드 스위치가 LPG 모드임이 판명되면, 냉각수 온도가 설정온도이상인가 여부를 판정한다. '예'이면 온간상태 데이터(즉, 대기지연시간, 드로틀밸브 위치센서 데이터 및 스텝모터 업/다운데이터)를 설정하고, 만약 '아니오'이면 냉간상태 데이터를 설정한다. 이후, 스테핑 모터 위치데이터를 설정하고, 다시 한번 키스위치의 온여부와 모드스위치가 LPG 모드인지를 체크한다. 모두 '예'이면 스테핑모터가 지정된 위치로 이동했는가를 체크하여 만약 '아니오'이면 스테핑 모터를 1클럭이동시킨 후, 다시 상기 과정(키스위치 온여부, LPG 모드여부 및 스테핑모터가 지정된 위치로 이동했는지 여부 체크)을 반복하여 지정된 기준위치로 이동한다. 스테핑 모터가 지정된 위치로 이동했다면 초기시동을 용이하게 하기 위하여 지정된 시간에 따라 스테핑 모터를 지정된 클럭수 만큼 업/다운시켜 스테핑모터를 이동시킨다. 이후 산소센서가 정상 동작할 수 있는 온도에 도달하기 위한 대기 지연시간 데이터를 설정하고, 드로틀밸브 위치센서데이터를 A/D 컨버터(U5)로부터 판독하여, 이 데이터가 지정값 이상인지 여부를 결정한다. 만약 '예'이면 스테핑 모터가 지정값만큼 업(up)상태인지를 판정하고, 만약 지정값만큼 업상태가 아니라면 스테핑 모터를 업시킨 후 키스위치의 온여부 및 모드 스위치가 LPG 모드인지를 다시 체크한다. 한편, 드로틀밸브 위치센서 데이터가 지정값 이상이 아닌 경우에는 스테핑 모터가 지정값만큼 다운(down) 상태인지를 판정하고 만약 지정값만큼 다운상태가 아니라면 스테핑 모터를 다운시킨 후 키스위치의 온여부 및 모드 스위치가 LPG 모드인지를 다시 체크한다. 이러한 단계를 거친 후, 대기지연시간이 초과했다면 냉각수가 지정된 온도만큼 올라갔는가를 체크하여 그 결과가 '예'라면 LPG 구동모드 데이타를 설정한다. 도 12d 내지 도 12f는 차량에 가장 적합한 데이터를 설정하는 과정을 나타내는 순서도로서 다음과 같이 동작하게 된다. 즉, 산소센서 체크스위치가 온인지 여부를 체크하게 되는데, '예'라면 지정한 시간 만큼 산소센서 체크스위치가 온인지를 체크하여 '예'라면 산소센서 데이터 입력루틴이 동작하게 된다. 산소센서 체크스위치가 온이 아닌 경우와 지정한 시간 만큼 산소센서 체크 스위치가 온이 아니면 다시 모드 스위치가 LPG 모드인지 여부와 키스위치가 온상태인지를 체크하고 모두 '예'이면 A/D 컨버터에서 드로틀밸브 위치센서 데이터를 판독한다. 다음으로, 차량데이터가 설정되어 있는 상태인지를 체크하여 '예'이면 스텝모터 상하한 체크루틴이 동작하고 '아니오'이면 차량에 대한 데이터 설정작업이 진행되지 않았기 때문에 가장 알맞는 데이터를 스스로 결정하기 위한 데이터 설정작업을 진행하기 위하여 다음 단계를 시작한다. 즉, 드로틀밸브 위치센서 데이터가 지정된 범위안에 있는지를 결정하는데, 만약 '아니오'이면 차량 데이터설정 체크데이터를 초기화하고, '예'이면 드로틀밸브 위치센서 체크시간이 초과했는지를 판정한다. 만약, 초과하지 않았다면 스텝모터 상하한 체크루틴이 동작하고, 초과했다면 차량 데이터 설정 대기시간이 초과했는지를 체크하는 단계로 넘어간다. 만약, 차량 데이터설정 대기시간이 초과했다면, 산소센서 데이터가 상하한 기준값 초과후 지정된 시간내에 상하한 기준값 범위로 들어오는지를 판정하여 산소센서의 이상 유무를 확인한다. 한편, 차량 데이터설정 대기시간이 초과하지 않았다면 드로틀밸브 위치 센서 레벨 체크 루틴이 동작한다. 다음으로, 산소센서의 이상이 없다면 산소센서 체크 시간이 초과했는지를 판정하여 초과하지 않은 경우에는 드로틀밸브 위치 센서 레벨 체크 루틴이 동작하고, 초과한 경우에는 산소센서 데이터가 상하한 기준값을 초과했는지를 판정하여 '예'인 경우 스테핑 모터 상한선 및 하한선 데이터를 체크한다. 다음으로, 스텝모터 상하한 체크시간이 초과했는지 여부를 판정하여 '아니오'이면 드로틀밸브 위치센서 체크루틴이 동작하고, '예'이면 새로 설정된 스테핑 모터 상한선 데이터, 하한선 데이터 및 차량 데이터 설정 체크비트를 EEPROM에 기록하고, 새로 설정된 기준 데이터 값을 계산 및 설정한다. 상기 과정은 처음으로 본 고안의 연료제어장치를 차량에 장착하여 그 차량에 가장 알맞는 데이터를 스스로 설정하기 위한 데이터 설정작업부분으로, 차량을 운행함에 있어서 가속·감속상태, 정속주행 및 아이들 상태의 최적의 LPG 연료공급을 위해 스테핑모터의 동작위치를 스스로 정하기 위하여 수행되는 과정이며, 정상적인 동작을 위하여 산소센서 및 드로틀밸브 위치센서의 이상유무를 점검하여 셋팅하는 중요한 과정이다. 단, 데이터 설정작업이 완료되면 이후의 동작은 데이터 설정작업 루틴을 거치지 않고 동작한다. 그 다음에 스텝모터 상하한 제한 체크 루틴이 동작한다.

도 13은 차량데이터 설정 체크데이터 초기화 루틴을 설명하는 순서도로서 지정한 횟수만큼 차량 데이터 설정 에러가 발생한 경우에는 차량 데이터 설정 체크비트를 온하여 지정한 횟수 초과시 더이상 셋팅되지 못하도록 한다. 다음으로, 차량 데이터 설정 체크데이터를 초기화한 후, 스텝모터 상하한 제한 체크 루틴이 동작한다.

도 14는 스텝모터 상하한 제한 체크 루틴을 설명하는 순서도로서, 가속모드인지를 점검하여 '예'이면 통신출력상태가 온인 경우 시스템 상태를 시리얼 통신포트로 데이터 출력한 후, 드로틀밸브 위치센서 레벨체크 루틴이 동작하고, '아니오'이면 스테핑 모터 상하한 제한 체크비트가 온인지 여부를 체크한다. 이때, '아니오'이면 스테핑 모터 위치가 설정된 상한값 보다 큰지여부를 체크하여 '예'이면 스테핑 모터 상하한 제한 체크비트를 온한다. 한편, 스테핑 모터 위치가 설정된 상한값 보다 크지 않으면 스테핑 모터 위치가 설정된 하한값 보다 작은지 여부를 체크하여 '예'이면 스테핑 모터 상하한 제한 체크비트를 온하고, '아니오'이면 드로틀밸브 위치센서 레벨 체크 루틴이 동작한다. 한편, 스테핑 모터 상하한 제한 체크 비트가 온인 경우에는 스테핑 모터의 현재위치를 설정된 기준위치와 비교하여 스테핑 모터 1클럭 업 또는 다운시킨후 통신출력상태가 온인 경우 시스템 상태를 시리얼 통신포트로 데이터출력시킨다. 한편, 스테핑 모터의 현재위치가 설정된 기준위치와 동일한 경우에는 상하한 제한 체크 비트가 오프되고 LPG-O₂구동단계로 들어간다.

도 15는 드로틀밸브 위치 센서 레벨 체크루틴을 설명하는 순서도로서, 드로틀밸브 위치 센서 데이타가 가속 모드 범위 안에 있는지 여부를 체크하여, '예'이면 가속모드에 따른 스테핑 모터 업/다운 데이터를 설정한 후 LPG-드로틀밸브 위치센서 구동에 들어간다. 만약, '아니오'이면 드로틀밸브 위치 센서 데이터가 감속모드 범위 안에 있는지를 판정하고 판정결과가 '예'이면 감속모드에 따른 스테핑 모터 업/다운 데이터를 설정한 후 LPG-드로틀밸브 위치센서 구동에 들어가며, 판정결과가 '아니오'이면 정속주행 및 아이들 모드(공회전)에 따른 스테핑 모터 업/다운 데이터를 설정한 후 LPG-드로틀밸브 위치센서 구동에 들어간다.

도 16에서 도시된 바와 같이 LPG-드로틀밸브 위치센서 구동 후, 스테핑 모터 상하한 제한 체크비트가 오프인지를 판정하는데 '아니오'이면 도 12d의 S2 단계로 진행하게 되며, '예'이면 현재 드로틀밸브 위치센서 데이터와 이전 드로틀밸브 위치센서 데이터를 비교하여 현재 값이 큰 경우에는 스테핑 모터를 업시키고, 작은 경우에는 다운시킨다. 그런 다음, 드로틀밸브 위치센서 데이터 레벨에 따라 A/D 컨버터의 판독시간을 설정하고 통신출력상태가 온인 경우에는 시스템 상태를 시리얼 통신 포트로 데이터 출력한 후, LPG-O₂구동에 들어간다.

도 17에 도시된 바와 같이, LPG-O₂구동에 들어가면 A/D 컨버터에서 산소센서 데이터를 판독하여 이 데이터와 이미 설정된 값을 비교하여, 입력 데이터가 설정값 보다 작은 경우에는 스테핑 모터를 1클럭 업시키고, 큰 경우에는 스테핑 모터를 1클럭 다운시킨다. 그런 다음, 도 12d에 도시된 산소센서 체크스위치가 온인지 여부를 판정하는 단계로 진행한다.

도 18은 산소센서 데이터 입력루틴을 설명하는 순서도로서, 산소센서 입력데이터의 초기화 및 산소센서 입력시간 설정 후, 키 스위치가 온이면 산소센서 데이터를 판독하고, 산소센서 데이터의 최대값을 체크한다. 이때, 산소센서 입력시간이 초과했는지 여부를 판정하여 '예'이면 산소센서 데이터를 계산 및 설정하고 EEPROM에 이를 저장한 후, 복귀한다. 한편, 판정결과가 '아니오'인 경우에는 위 과정(키스위치 온상태여부 판정, 산소센서 데이터 판독 및 산소센서 데이터 최대값 체크)을 반복하게 된다.

도 19는 메인파워의 오프과정을 설명하는 순서도로서, 시스템 파워가 오프되면 키스위치 오프여부를 판정하여, 만약 '예'이면, LPG 모드인지여부를 체크하고, LPG 모드인 경우에는 스테핑 모터를 다운시킨 후 메인파워를 오프시키며, 가솔린 모드인 경우에는 바로 메인파워를 오프시킨다.

이하에서는 첨부된 순서도를 참조하여 스위치 패널의 모드 선택에 따른 본 고안의 연료제어장치의 제어과정을 상세히 설명한다.

도 20은 본 고안의 연료제어장치의 메인콘트롤러와 연결되어 대응되는 신호가 입출력되는 스위치 패널에서 제어모드가 선택되는 과정을 설명하는 순서도로서, 초기전원이 인가되면 시스템을 초기화한 후, EEPROM(93C46)에서 키스위치 데이터를 판독하여 판독에러 유무를 체크한다. 판독에러가 없으면, LPG 모드인지 여부, 가솔린 모드인지 여부, LPG-AUTO 모드인지 여부 및 가솔린-AUTO 모드인지 여부를 체크하여 각 모드로 진행되며, 상기 모드 중 어느 모드에도 해당되지 않을 때에는 키 스위치 데이터를 LPG 모드로 설정한다.

도 21a 및 도 21b는 스위치 패널에서 LPG 모드가 선택된 경우의 제어과정을 설명하는 순서도로서, LPG 모드가 선택되면 LPG 모드 데이터가 설정되어 EEPROM에 저장되고, 메인콘트롤러에 LPG 모드 데이터가 출력되면 엔진연소상태표시 LED 및 LPG 연료 잔량표시 LED가 동작한다. 이때, 엔진온도가 온간이면 LPG표시 LED가 점등되며, 냉간이면 상기 LED가 점멸된다. 그런 다음, 키 스위치 데이터가 입력되었는지 여부를 체크하여 '예'이면 LPG 오프 데이터인지를 체크하고, 그 결과가 '예'이고, 지정된 시간 만큼 온상태이면 LPG 오프모드로 진행한다. 만약, LPG 오프 데이터가 아니면 LPG 데이터인지, 가솔린 데이터 인지, 또는 AUTO 데이터인지를 체크한 후, LPG 데이터이면 메인 콘트롤러에 LPG 모드데이터를 계속 출력하게 된다.

도 22는 스위치 패널에서 가솔린 모드가 선택된 경우의 제어과정을 설명하는 순서도로서, 가솔린 모드가 선택되면 가솔린 모드 데이터가 설정되어 EEPROM에 저장되고, 메인콘트롤러에 가솔린 모드 데이터가 출력되면 엔진연소상태표시 LED 및 LPG 연료 잔량표시 LED가 동작된다. 이때, 가솔린상태 표시 LED가 온된다. 그런 다음, 키 스위치 데이터가 입력되었는지 여부를 체크하여 '예'이면 가솔린 데이터인지, LPG 데이터인지, 또는 AUTO 데이터인지를 체크한 후, 가솔린 데이터이면 메인 콘트롤러에 가솔린 모드데이터를 계속 출력하게 된다.

도 23a 및 도 23b는 스위치 패널에서 LPG-AUTO 모드가 선택된 경우의 제어과정을 설명하는 순서도로서, LPG-AUTO 데이터가 설정되면 이를 EEPROM에 저장하고, 메인콘트롤러에 LPG 모드 데이터를 출력한 후, 엔진연소상태표시 LED 및 LPG 연료 잔량표시 LED가 동작하게 된다. 그런 다음, 이전의 모드가 가솔린-AUTO 모드인지여부를 체크하여 그 결과가 '예'이면 AUTO 상태 표시 LED가 점멸되고, '아니오'이면 AUTO 상태 표시 LED가 점등된다. 이후에, 엔진온도가 온간인지여부를 체크하여 '예'이면 LPG상태표시 LED가 온되고, '아니오'이면 LPG 상태표시 LED가 점멸된다. 이때, 키 스위치 데이터가 입력되었는지 여부를 체크하여 '예'이면 LPG 오프 데이터인지를 체크하고, 그 결과가 '예'이고, 지정된 시간만큼 온상태이면 LPG 오프모드로 진행한다. 만약, LPG 오프 데이터가 아니면 AUTO 데이터인지, 가솔린 데이터 인지, 또는 LPG 데이터인지를 체크한 후, AUTO 데이터이면 메인 콘트롤러에 LPG-AUTO 모드데이터를 계속 출력하게 된다.

도 24a 및 도 24b는 스위치 패널에서 가솔린-AUTO 모드가 선택된 경우의 제어과정을 설명하는 순서도로서, 가솔린-AUTO 데이터가 설정되면 이를 EEPROM에 저장하고 메인콘트롤러에 가솔린 모드 데이터를 출력한 후 엔진연소상태표시 LED 및 LPG 연료 잔량표시 LED가 동작하게 된다. 이때, AUTO 상태표시 LED가 점등된다. 그런 다음, 엔진온도가 온간상태인지 여부를 체크하여 그 결과가 '아니오'이면 가솔린 상태표시 LED가 점멸되면서 바로 키스위치 데이터 입력여부 및 모드판정단계로 진행하고, 만약 '예'이면 가솔린 상태표시 LED가 점등된다. 한편, 엔진온도의 상태와 관계없이 A/D 컨버터에서 드로틀 밸브 위치센서 데이터를 판독하여 판독된 데이터 값이 지정값 이상이면 '가솔린에서 LPG 변환모드'로 진행하고, 판독된 데이터 값이 지정값 이하이면 키스위치 데이터가 입력되었는지 여부를 체크하여 그 결과가 '예'이면 AUTO 데이터인지, 가솔린 데이터인지, 또는 LPG 데이터인지를 체크한 후, AUTO 데이터이면 메인 콘트롤러에 가솔린-AUTO 모드데이터를 계속 출력하게 된다. 한편, 상기 모드체크 단계에서 LPG 데이터가 체크된 경우에는 '가솔린에서 LPG 변환모드'로 진행하게 된다.

도 25는 스위치 패널에서 OFF 모드가 선택된 경우의 제어과정을 설명하는 순서도로서, OFF 모드가 선택되면 OFF 모드 데이터가 설정되어 메인콘트롤러에 OFF 모드 데이터가 출력된다. 그런 다음, 엔진연소상태표시 LED가 점등되고, LPG 연료 잔량표시 LED가 점멸되며, 또한 OFF 상태표시 LED가 점등된다. 이때, 키 스위치 데이터가 입력되었는지 여부를 체크하여 '예'이면 OFF 데이터인지를 체크하고, 그 결과가 '예'이면 메인콘트롤러에 OFF 모드 데이터를 계속 출력하게 되며, '아니오'이면 가솔린 데이터인지, LPG 데이터인지, 또는 AUTO 데이터인지를 체크한 후, 체크된 결과 모두가 '아니오'이면 LPG 연료의 잔량이 모두 소모되어 시동이 꺼지고 시동키를 회수하기까지 메인 콘트롤러에 OFF 모드데이터를 계속 출력하게 된다.

도 26 및 도 27은 연료로서 최초 가솔린으로 시동이 걸린 후 바로, LPG 모드로 변환되는 '가솔린에서 LPG 변환모드'의 제어과정을 설명하는 순서도로서, LPG-AUTO 모드가 시작되면 LPG-AUTO 모드 데이터가 설정되어 메인콘트롤러에 LPG 모드 데이터가 출력된다. 이때에는 LPG는 오프상태이고, 가솔린은 온상태이다. 이후, 차량의 가솔린 시동시간이 설정되고, 엔진연소상태표시 LED 및 LPG 연료 잔량표시 LED가 출력되며, 상기 차량의 가솔린 시동시간이 지정된 시간을 초과하면 '가솔린에서 LPG 변환모드'로 진행하게 된다. 도 27에 도시된 바와 같이 '가솔린에서 LPG 변환모드'에서는 메인콘트롤러에 LPG 데이터가 출력되는데, 이때 LPG는 온상태이고, 가솔린은 오프상태이다. 이후, LPG 온시간을 설정하고, LPG 온시간이 지정시간을 초과했는지를 판정한 후, 그 결과가 '예'이면 메인콘트롤러에 가솔린 및 LPG 온상태 데이터를 출력한다. 이때, LPG와 가솔린은 모두 온상태이다. 그런 다음, 가솔린 온시간을 설정하고, 가솔린 온시간이 지정시간을 초과했는지를 판정한 후, 그 결과가 '예'이면 이전 모드가 AUTO 모드로 설정되어 있었는지를 체크한다. 만약, 그 결과가 '예'이면 LPG-AUTO 모드로 진행하고, '아니오'이면 LPG 모드로 진행한다.

본 고안은 드로틀 밸브 위치 센서 및 산소센서로부터의 신호를 디지털화하고, 이러한 디지털화된 신호를 데이터 처리용 CPU에서 연산처리함으로써 차량의 가속 및 감속과 산소상태에 응하여 정밀하게 스테핑 모터를 제어할 수 있다. 또한, 본 고안은 스위치 패널을 사용하여 액화석유가스와 가솔린의 연료전환시 액화석유가스 연료의 공급통로를 완전하게 폐쇄함으로써 가솔린으로의 전환이 쉽고 빠르게 되도록 하고, 초기시동시 가솔린으로 시동이 되었다가 바로 LPG연료를 사용하는 LPG 모드로 전환되는 LPG-AUTO 기능, 초기 시동시 가솔린으로 시동이 걸리고 악셀페달을 일정위치 이상 밟을 경우 드로틀밸브 위치센서의 신호에 의해 LPG 모드로 전환되는 가솔린-AUTO기능 및 LPG 연료잔량의 LED 표시기능과 엔진의 연소상태(람다) LED 표시기능을 추가하여 언제라도 LPG연료의 잔량과 엔진의 연소상태를 확인할 수 있다.

Claims

연료제어장치의 각종 회로에 전원을 공급하는 전원부,

산소센서로부터의 산소량의 농후 및 희박상태를 나타내는 아날로그신호 및 드로틀밸브 위치센서로부터의 드로틀밸브 위치를 나타내는 아날로그신호가 입력되는 센서입력부,

상기 센서입력부의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터,

상기 A/D 컨버터로부터의 디지털신호가 입력되어 미리 설정된 기준데이터와 비교하여 처리한 후, 가속 및 감속, 그리고 정속주행 및 공회전시 각각 선택적으로 필요한 스테핑 모터의 상승속도와 하강속도, 상승폭과 하강폭을 결정하여 논리신호를 출력하는 데이터처리용 CPU 및

상기 데이터 처리용 CPU의 논리신호에 응답하여 가속 및 감속, 그리고 정속주행 및 공회전시 각각 선택적으로 필요한 스테핑 모터의 상승속도와 하강속도, 상승폭과 하강폭을 제어하여 스테핑 모터를 구동시키는 스테핑모터 구동드라이버로 구성된 제어회로부와,

액화석유가스를 믹서기로 공급하기 위한 연료통로 내부에 설치되고, 엔진의 구동시 상기 제어회로부로부터의 구동신호에 응답하여 단계적으로 상하운동을 함으로써 상기 액화석유가스의 공급량을 미세한 부분까지 조절하여 상기 액화석유가스를 상기 믹서기로 공급하며, 엔진의 구동을 멈추기 위하여 시동키를 오프시키면 연료통로를 닫아 연료의 공급을 차단시키는 스테핑 모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 액화석유가스 자동차용 연료제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어회로부의 센서입력부로 감지된 신호를 출력하는 드로틀밸브 위치센서, 산소센서 및 온도센서를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액화석유가스 자동차용 연료제어장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

제어모드의 선택과 연료잔량 및 연소상태를 표시하기 위한 스위치 패널을 추가로 구비하며,

상기 연료제어장치의 제어회로부와 각각 대응되어 연결되는 스위치패널의 입력부는 전원을 공급받기 위한 밧데리(B⁺)입력부,

차량의 가속상태를 알기 위한 드로틀밸브 위치센서 입력부,

연료공급량의 농후 및 희박상태를 알기 위한 산소센서 입력부,

엔진의 냉간상태 및 온간상태를 알기 위한 온도센서 입력부,

LPG연료의 잔량을 확인하기 위한 연료메타입력부,

상기 입력부들을 통하여 입력된 데이터를 처리하는 데이터 처리용 CPU 및

사용자의 선택에 따라 모드(LPG모드, OFF모드, 가솔린모드, AUTO모드)를 전환할 수 있는 텃치스위치 입력부를 포함하고,

상기 연료제어장치의 제어회로부와 연결되어 대응되는 신호가 출력되는 스위치 패널의 출력부는 상기 연료제어장치의 제어회로부에 연결되고 스위치 패널의 신호가 출력되는 LPG-가솔린 전환신호 출력부, 가솔린-LPG전환 릴레이동작 출력부 및 LPG차단 릴레이동작 출력부와,

상기 스위치 패널에 연료잔량표시를 위한 LPG 연료 잔량표시 LED출력부, 패널에 산소량 표시를 위한 엔진 연소상태(람다)표시 LED출력부 및 선택된 모드를 나타내는 스위치 모드표시 LED출력부를 포함하고,

상기 스위치패널의 입력부와 출력부는 상기 연료제어장치의 제어회로부와 연결되어 대응되는 신호가 입출력되는 것을 특징으로 하는 액화석유가스 자동차용 연료제어장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제어모드는 LPG 모드, OFF 모드, 가솔린모드 및 AUTO 모드로 구성되어 있으며, 상기 AUTO모드는 LPG-AUTO모드와 가솔린-AUTO모드로 구분되는 것을 특징으로 하는 액화석유가스 자동차용 연료제어장치.