KR20020018768A - 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템 - Google Patents

Abstract

시엔지(CNG; Compressed Natural Gas) 차량용 가스 누설 경보시스템이 개시된다. 개시된 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템은, 시엔지 차량의 일측에 설치되고 그 내부에 시엔지가 저장되어 있는 연료탱크와; 상기 연료탱크의 일측에 설치되어 상기 연료탱크 내의 압력을 감지하는 압력센서와; 상기 연료탱크의 일측에 설치되어 상기 연료탱크 내의 온도를 감지하는 온도센서와; 상기 압력센서 및 상기 온도센서와 연결되어 이들로부터 신호를 받아 제어하는 ECU와; 상기 ECU에 상기 온도센서 및 상기 압력센서의 정보와 더불어 입력되는 입력정보에 따라 상기 연료탱크로부터 상기 시엔지의 누설 여부를 판단하여, 만약 상기 연료탱크로부터 상기 시엔지가 누설된 경우 이를 경보토록 하는 경보부;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 자동적으로 시엔지의 누설을 알 수 있다.

Description

시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템{AN ALARM SYSTEM OF GAS LEAKAGE FOR CNG VEHICLES}

본 발명은 시엔지(CNG; Compressed Natural Gas) 차량용 가스 누설 경보시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스가 누설되면 자동으로 그 누설 여부를 판정 경보토록 하는 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템에 관한 것이다.

일반적인 엔진의 연료로 사용되는 가솔린이나 경유 등을 대체하여 사용될 수있는 대체 연료의 개발이 활발해지고 있는데 최근의 그 동향을 살펴보면, 그 대체 연료로 시엔지 즉, 압축 천연가스를 연료로 사용하는 압축 천연가스 엔진에 대한 연구가 더욱 활발하게 진행되고 있다.

이는 압축 천연가스가 가솔린 등에 비해 연소 효율이 좋고 대기오염이 적은 장점이 있기 때문인데, 이와 같은 압축 천연가스는 통상 고압의 상태로 보관되어지며, 엔진 내부의 연소실에 분사가 이루어질 때는 저압의 상태로 바뀌게 된다.

이와 같은 압축 천연가스 엔진의 연료 공급 계통을 보다 상세히 살펴보면, 도 4에 도시한 바와 같이, 충전된 가스를 저장하는 연료탱크(112)와, 이 연료탱크(112)와 연료 공급 파이프(120)로 연결되어 이로부터 압송되는 가스의 공급 압력을 엔진에 필요한 압력으로 강하시키는 레귤레이터(114)와, 이 레귤레이터를 통해 압력이 강하된 가스를 분배하는 연료 분배 파이프(116)와, 이 연료 분배 파이프(116)를 통해 공급되는 가스를 엔진의 흡기 매니폴드 내로 분사하는 인젝터(118)로 구성된다.

그리고 상기 연료 공급 계통과는 별도로 외부로부터 공기를 흡입시키기 위한 공기 흡입계가 에어클리너(122)로부터 공기 파이프(124)를 통해 흡기 매니폴드(126)로 이어지게 형성되며, 인젝터(118)에서 분사하는 가스와 공기가 혼합되어 연소실로 혼합기가 공급되게 된다.

상기에서, 연료탱크(112)로부터 나오는 소정 압력(약 200~250bar)의 가스는 레귤레이터(114)를 거치면서 엔진에서 원하는 압력(약5~7bar)으로 강하되어 연료 분배 파이프(116)로 공급되고, 이 연료 분배 파이프(116)에 있는 다수의인젝터(118)에 분사되어 상기 에어클리너(122)를 통해 유입되는 공기와 혼합되게 된다.

이와 같은 시엔지 차량에 있어서 예컨대 시엔지 버스의 경우에 있어서, 가스의 압력이 고압이고 연료탱크(112)와 엔진 사이의 거리가 멀고, 연료 공급 파이프(120)로 연결되어 연결부 풀림 등으로 인하여 가스 누설되는 경우가 있다. 그러나 미세 누설시에는 그 확인이 어렵고 또한 정기적인 점검이 필요하며, 누설 확인시에는 각 연결부마다 거품물을 이용하여 확인이 필요로 하여 번거롭다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 가스 누설 여부를 자동적으로 판정하여 이를 경보하여 가스의 누설을 차단할 수 있도록 한 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 시엔지 차량용 연료 장치 계통도를 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2는 본 발명에 따른 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템의 구성을 나타내 보인 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

201. 연료탱크 202. 연료 공급 파이프

203. 압력센서 204. 온도센서

205. ECU 206. 경보부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템은, 시엔지 차량의 일측에 설치되고 그 내부에 시엔지가 저장되어 있는 연료탱크와; 상기 연료탱크의 일측에 설치되어 상기 연료탱크 내의 압력을 감지하는 압력센서와; 상기 연료탱크의 일측에 설치되어 상기 연료탱크 내의 온도를 감지하는 온도센서와; 상기 압력센서 및 상기 온도센서와 연결되어 이들로부터 신호를 받아 제어하는 ECU와; 상기 ECU에 상기 온도센서 및 상기 압력센서의 정보와 더불어 입력되는 입력정보에 따라 상기 연료탱크로부터 상기 시엔지의 누설 여부를 판단하여, 만약 상기 연료탱크로부터 상기 시엔지가 누설된 경우 이를 경보토록 하는 경보부;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다. 여기에서는 일반적인 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템은, 차량 예컨대 시엔지 버스의 일측에 설치되어 이 시엔지 버스가 운전이 가능토록 연료로서 공급되는 시엔지가 저장된 연료탱크(201)와, 상기 연료탱크(201)의 일측에 설치되어 엔진에 시엔지를 공급토록 하는 연료 공급 파이프(202)와, 상기 연료탱크(201)의 일측에 설치되어 상기 연료탱크(201) 내의 압력을 감지하는 압력센서(203)와, 상기 연료탱크(201)의 일측에 설치되어 연료탱크(201) 내의 온도를 감지하는 온도센서(204)와, 차량의 일측에 설치되어 상기 압력센서(203) 및 온도센서(204)와 연결되어 이들로부터 신호를 받아 제어하는 ECU(205)와, 상기 ECU(205)에 온도센서(204) 및 압력센서(203)의 정보와 더불어 입력되는 입력정보에 따라 연료탱크(201)의 온도나 압력 등이 소정의 기준치를 벗어나면 상기 ECU(205)의 신호에 따라 시엔지의 누설 여부를 판단하고, 만약 시엔지가 누설되었다고 판단되면 이를 인지하여 경보토록 하는 경보부(206)를 포함하여 구성된다.

상기 경보부(206)는 도면에는 도시하지는 않았지만, 경보등이나,부저(buzzer)로 이루어진다.

그리고 상기 ECU(205)에 입력되는 입력정보는, 차량의 주행시 연료탱크(201)의 압력에 따라 시엔지의 누설 감지가 이루어지도록 하는 스로틀 포지션 센서(TPS; Throttle Position Sensor)(211)와, 엔진 RPM(212) 및 차속(213)에 따른 엔진 부하량으로 알 수 있다. 상기 스로틀 포지션 센서(211)로는 차량의 엑셀러레이터 페달(accelerator pedal)의 조작 상태가 상기 ECU(205)에 입력된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 시엔지가 저장되는 상기 연료탱크(201)에 압력센서(203) 및 온도센서(204)를 장착하고, 시동되지 않은 상태에서 압력이 떨어지면(down) 이를 시엔지의 누설로 판단하여 상기 경보부(206)를 통해 경보하여 이를 인지토록 한다. 상기 온도센서(204)는 시엔지의 온도에 따라 연료탱크(201) 내의 압력이 변화하므로 연료탱크(201) 내의 온도를 감지하여 온도 변화에 따른 압력 변화의 보정값으로 활용한다.

그리고 차량의 주행시에는 일반적인 또는 기준치의 최대량보다 크게 압력 변화가 있을 때에는 이 또한 누설로 판단하여 마찬가지로 상기 경보부(206)를 통해 경보토록 한다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 시엔지의 누설이 다량으로 발생하는 경우에는 냄새 또는 연료 게이지(미도시)를 통해 이를 감지할 수 있으나, 예컨대 상기 연료 공급 파이프(202) 등의 연결부로부터의 누설이나, 기타 다른 부위를 통해 미소한 량의 시엔지 누설은 그 감지가 어렵다.

따라서 본 발명에서는 상기 연료탱크(201)의 압력 등의 변화량을 감지하여 누설을 확인할 수 있도록 한다.

시동 오프(off)시에는 상기 연료탱크(201) 내의 압력 변화는 없어야 한다. 이 시동 여부는 차량에 설치된 RPM센서(미도시)의 출력 여부로 판정한다.

그리고 연료탱크(201) 외부 온도의 변화에 따른 보정값은 온도센서(204) 값을 이용하여 온도 변화에 따른 압력 변화치는 무시한다. 그러나 연료탱크(201) 내부의 온도 변화에 따라 압력이 변화하므로 압력 보정값으로 이용한다. 그리고 압력 변화량이 일정시간 지속시에는 시엔지의 누설로 인식하고 경보부(206)가 작동하게 된다.

또한 차량 주행시의 연료탱크(201)의 압력 변화에 따른 누설 감지는 스로틀 포지션 센서(211)와 엔진 RPM(212), 차속(213)에 따른 엔진 부하량을 알 수 있고, 시엔지의 최대 사용량의 추측은 가능하므로, 이 가능량 이상으로 압력이 떨어지는 경우에는 가스 누설로 인식하여 상기 경보부(206)가 작동되도록 한다.

이와 같이 압력센서(203)의 압력값, 온도센서(204)의 온도값, 및 기타 차량의 조건에 따른 입력정보가 ECU(205)에 입력되고, 이 ECU(205)가 이를 제어 판단하여 간단하게 연료탱크의 시엔지 누설 여부를 경고할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.

연료탱크의 압력 변화를 감지하여 시엔지의 미소량의 누설이 있어도 이를 경보해 줌으로서 사전에 가스 누설을 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 차량의 신뢰성이 제고되고, 연료의 소비를 줄일 수 있으며, 별도의 번거로운 누설 점검이 필요치 않다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 시엔지 차량의 일측에 설치되고 그 내부에 시엔지가 저장되어 있는 연료탱크와;

   상기 연료탱크의 일측에 설치되어 상기 연료탱크 내의 압력을 감지하는 압력센서와;

   상기 연료탱크의 일측에 설치되어 상기 연료탱크 내의 온도를 감지하는 온도센서와;

   상기 압력센서 및 상기 온도센서와 연결되어 이들로부터 신호를 받아 제어하는 ECU와;

   상기 ECU에 상기 온도센서 및 상기 압력센서의 정보와 더불어 입력되는 입력정보에 따라 상기 연료탱크로부터 상기 시엔지의 누설 여부를 판단하여, 만약 상기 연료탱크로부터 상기 시엔지가 누설된 경우 이를 경보토록 하는 경보부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 경보부는 경보등으로 이루어진 것을 특징으로 하는 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 경보부는 부저로 이루어진 것을 특징으로 하는 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 입력정보는,

   상기 시엔지 차량의 주행시 상기 연료탱크의 압력에 따라 상기 시엔지의 누설 감지가 이루어지도록 스로틀 포지션 센서, 엔진의 RPM, 및 차속에 따른 엔진 부하량을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 시엔지 차량용 가스 누설 경보시스템.