KR20020020036A - 차량용 엘피지 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

차량용 엘피지(LPG) 시스템(system) 및 그 제어방법이 개시된다. 개시된 차량용 엘피지 시스템은, 엘피지 차량의 엔진에 엘피지 연료가 공급되도록 각각 독립하여 설치된 메인 듀티 유로와, 슬로우 듀티 유로와; 상기 메인 듀티 유로와, 상기 슬로우 듀티 유로에 각각 설치되어 각각 전 운전 영역에서 작동하는 메인 듀티 솔레노이드와, 슬로우 듀티 솔레노이드와; 상기 메인 듀티 유로 및 상기 슬로우 듀티 유로에 연결된 에어 덕트와; 상기 에어 덕트의 일측에 설치된 믹서 밸브와; 상기 믹서 밸브와 연결되고, 그 내부에 쓰로틀 포지션 센서를 내장하여 상기 믹서밸브를 구동토록 엑셀 레버 일측에 설치된 모터와; 상기 모터를 제어하도록 상기 엘피지 차량에 설치된 ECU;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 믹서의 구조가 간단해지는 이점이 있다.

Description

차량용 엘피지 시스템 및 그 제어방법{LPG SYSTEM FOR VEHICLES AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 차량용 엘피지 시스템(LPG system) 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 운전 조건에 따라 쓰로틀 개도를 적절히 제어하여 아이들(idle) 제어 및 오토 크루즈(auto-cruise) 제어를 행할 수 있도록 그 구조 및방법이 개선된 차량용 엘피지 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

엘피지(Liquefied Petroleum Gas; 액화석유가스)는 원유 생산시 유전에서 회수되거나 정유공장에서 석유 원유정제의 부산물로 나오는 가스를 가압하여 액화한 것이며 프로판, 프로필렌, 부탄, 부틸렌 등의 가스체 탄화수소를 여러 비율로 혼합하여 압축 액화한 가스의 총칭이다.

이러한 엘피지를 사용하는 엘피지 차량에 있어서, 믹서(mixer)는 베이퍼라이저(vaporizer)에 기화된 엘피지 연료를 공기와 혼합하여 연소에 가장 적합한 혼합기를 연소실에 공급하는 일을 하며, 가솔린 엔진의 기화기와 같은 역할을 한다. 연료 제어는 메인 조정 스크루(MAS; Main Adjust Screw)와 피드백 솔레노이드에 의해 결정되며 피드백 솔레노이드는 각 센서로부터의 신호에 따라 컴퓨터에 의해 구동된다.

이러한 믹서는 엔진 공회전시 1차 쓰로틀 밸브를 바이패스(by-pass)하여 흐르는 혼합기 양을 조정함으로써 엔진 공회전수를 조정하는 공기 조정 스크루와, 믹서로 유입되는 엘피지 유량을 조절하는 메인 조정 스크루와, 급감속시 상기 메인 조정 스크루 쪽의 엘피지 연료를 차단하는 연료차단 밸브와, 각 센서로부터의 신호에 따라 컴퓨터에 의해 작동하는 피드 백 솔레노이드와, 컴퓨터에 쓰로틀 밸브의 열림 정도를 입력시키도록 하는 쓰로틀 포지션 센서와, 공회전시 전기 부하가 걸리거나 에어컨이 작동되면 혼합기를 추가로 바이패스시켜 공회전 속도를 상승시키는 아이들 업 솔레노이드와, 급감속시 쓰로틀 밸브가 갑자기 닫히는 것이 방지되도록 하는 대시포트(dash port)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 믹서에 아이들 스피드 액츄에이터(ISA; Idle Speed Actuator)를 장착하여 엔진의 ECU에서 아이들 제어를 하고, 오토 크루즈 제어는 믹서에 구비된 엑셀 레버(acceleration lever)에 오토 크루즈용 와이어(wire)를 연결하여 오토 크루즈 제어기에서 믹서의 밸브 열림량을 조정하여 일정 속도를 유지하게 한다.

이와 같이 종래의 차량용 엘피지 시스템은, 아이들 조정을 위한 아이들 스피드 액츄에이터를 별도 장착해야 하고, 오토 크루즈 제어시 오토 크루즈 제어기 및 와이어가 소요되므로 구조가 복잡하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 간단한 구조로서 아이들 제어 및 오토 크루즈 제어가 가능하도록 한 차량용 엘피지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 엘피지 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 엘피지 시스템의 제어방법을 순차적으로 나타낸 개략적인 플로우 챠트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

16. 메인 듀티 유로 17. 슬로우 듀티 유로

20. 믹서 21. 메인 듀티 솔레노이드

22. 슬로우 듀티 솔레노이드 23. 쓰로틀 포지션 센서

24. 모터 25. 메인 조정 스크루

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 엘피지 시스템은, 엘피지 차량의 엔진에 엘피지 연료가 공급되도록 각각 독립하여 설치된 메인 듀티 유로와, 슬로우 듀티 유로와; 상기 메인 듀티 유로와, 상기 슬로우 듀티 유로에 각각 설치되어 각각 전 운전 영역에서 작동하는 메인 듀티 솔레노이드와, 슬로우 듀티 솔레노이드와; 상기 메인 듀티 유로 및 상기 슬로우 듀티 유로에 연결된 에어 덕트와; 상기 에어 덕트의 일측에 설치된 믹서 밸브와; 상기 믹서 밸브와 연결되고, 그 내부에 쓰로틀 포지션 센서를 내장하여 상기 믹서밸브를 구동토록 엑셀 레버 일측에 설치된 모터와; 상기 모터를 제어하도록 상기 엘피지 차량에 설치된 ECU;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 엘피지 시스템의 제어방법은, (a) 엘피지 차량을 시동하는 단계와; (b) 배터리 전압(Vb)과 캘리브레이션 상수(C1)를 비교하여 모터 제어 작동 조건을 만족하는지 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)에서 상기 배터리 전압이 캘리브레이션 상수에 비해 커 모터 제어 작동 조건을 만족하는 경우에는, 쓰로틀 개도가 클로즈 또는 오픈에서 클로즈로 변하는 상태인지를 판단하는 단계와; (d) 상기 단계 (c)에서 상기 쓰로틀 개도가 클로즈 또는 오픈에서 클로즈로 변하는 상태이면, 냉각수온에 따른 목표 아이들 회전수 제어와, 대시포트 열림량을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

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

도 1에는 본 발명에 따른 차량용 엘피지 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다. 여기에서는 일반적인 차량용 엘피지 시스템의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 엘피지 시스템은, 엘피지 연료가 충진된 봄베(bombe)(11)와, 상기 봄베(11)에 연결된 액상 및 기상 솔레노이드 밸브(12,13)와, 상기 액상 및 기상 솔레노이드 밸브(12,13)에 연결된 1차실 및 2차실 베이퍼라이저(14,15)와, 엘피지 차량의 엔진에 엘피지가 공급되도록 상기 1차실 베이퍼라이저(14)에 독립하여 연결 설치된 메인 듀티(main duty) 유로(16)와, 상기2차실 베이퍼라이저(15)에 독립하여 연결 설치된 슬로우 듀티(slow duty) 유로(17)와, 상기 메인 듀티 유로(16)에 설치되어 전 운전 영역에서 작동하는 메인 듀티 솔레노이드(21)와, 상기 슬로우 듀티 유로(17)에 설치되어 전 운전 영역에서 작동하는 슬로우 듀티 솔레노이드(22)와, 상기 메인 듀티 유로(16) 및 슬로우 듀티 유로(17)에 연결된 에어 덕트(air duct)(31)와, 상기 에어 덕트(31)의 일측에 설치된 믹서 밸브(32)와, 상기 믹서 밸브(32)와 연결되고 그 내부에 쓰로틀 포지션 센서(TPS; Throttle Position Sensor)(23)를 내장하여 믹서 밸브(32)를 구동토록 엑셀 레버(33) 일측에 설치된 모터(24)와, 상기 모터(24)를 제어하도록 엘피지 차량에 설치된 ECU(34)를 포함하여 구성된다.

한편, 도 1에서 설명되지 않은 참조부호 35는 에어 클리너(air cleaner)를 나타낸 것이고, 참조부호 25는 메인 조정 스크루를 나타낸 것이다.

이와 같이, 공기와 엘피지를 소정의 혼합비로 혼합하여 각 실린더에 공급하는 믹서(20)는, 상기 믹서 밸브(32)를 구동할 수 있도록 쓰로틀 포지션 센서(23)가 내장된 모터(24)와, 슬로우 듀티 솔레노이드(22)와, 메인 듀티 솔레노이드(21)와, 메인 조정 스크루(25)를 포함하여 구성된다.

상기 모터(24)에 내장된 쓰로틀 포지션 센서(23)는, 운전자의 가속페달의 밟는 양을 전달하는 것으로, 정속, 가속 및 가속, 아이들 등의 정보를 제공한다. 그리고 상기 메인 조정 스크루(25)는 아이들시 메인 듀티 솔레노이드(21)의 듀티 변화를 세팅한다.

또한 상기 슬로우 듀티 솔레노이드(22)는 전술한 바와 같이 전 운전 영역에서 작동되며, 타행 주행시 즉, 연비 향상을 목적으로 고속에서 기어 중립으로 전환시 연료를 공급하여 엔진 스톨(stall)을 방지하게 된다.

상기 메인 듀티 솔레노이드(21)는 마찬가지로 전 운전 영역에서 작동하며, 산소 센서(oxygen sensor)(미도시)의 신호를 피드백(feedback) 받아 엘피지 연료를 공급한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 엘피지 시스템의 제어방법을 설명하기로 한다. 여기에서는 일반적인 차량용 엘피지 시스템의 제어방법에 관한 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 방법만을 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 차량용 엘피지 시스템의 제어방법을 순차적으로 나타낸 개략적인 플로우 챠트가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 엘피지 시스템의 제어방법은 ECU(34)에 의해 모터(24)를 제어하여 아이들 제어와 오토 크루즈 제어를 수행하는 것에 특징이 있는 것으로, 우선, 엘피지 차량을 시동한다.(단계 110)

배터리 전압(Vb)과 캘리브레이션(calibration) 상수(C1)를 비교하여 모터(24)제어 작동 조건을 만족하는지를 판단한다.(단계 120)

상기 단계 120에서, 상기 모터(24)제어 작동 조건을 만족하는 경우에는, 배터리 전압(Vb) 〉캘리브레이션 상수(C1)의 조건을 만족하는 것으로서, 쓰로틀(TPS) 개도가 클로즈(close)(TPS = 0) 또는 오픈(open)에서 클로즈로 변하는 상태인지를 판단한다.(단계 130)

상기 단계 130에서 상기 쓰로틀 개도가 클로즈 또는 오픈에서 클로즈로 변하는 상태이면, ECU(34)에서 모터(24)를 구동시켜 믹서 밸브(32)의 열림량을 조절하여, 냉각수온에 따른 목표 아이들 회전수 제어와, 대시포트(dash port) 열림량을 제어한다.(단계 140)

그리고 상기 단계 120에서, 상기 모터(24)제어 작동 조건을 만족하지 못하는 경우에는 상기 단계 120을 재 시행토록 한다.

또한 상기 단계 130에서, 상기 쓰로틀 개도가 클로즈 또는 오픈에서 클로즈로 변하는 상태가 아니면, 마찬가지로 ECU(34)에서 모터(24)를 구동시켜 믹서 밸브(32)의 열림량을 조절하여, 오토 크루즈 스위치(auto-cruise switch) 요구 신호 입력시의 차속을 유지하도록 믹서 밸브(32)를 제어한다.(단계 150) 이렇게 믹서 밸브(32)의 제어는 차속 신호의 피드백을 이용하고, 이에 따라 오토 크루즈 조건일 때 일정 차속을 유지하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 엔진으로 유입되는 엘피지 연료의 공급을 상기 메인 듀티 유로(16)와 슬로우 듀티 유로(17)를 독립적으로 구성하고, 쓰로틀 포지션 센서(23)를 내장한 모터(24)를 설치하여 ECU(34)로써 쓰로틀 개도 신호를 주므로 ECU(34)에서 엔진의 운전 조건에 따라 쓰로틀 개도를 적절히 제어한다.

이에 따라 아이들 스피드 액츄에이터(ISA; Idle Speed Actuator)와 오토 크루즈 기능을 수행토록 하여, 아이들 및 오토 크루즈 제어가 이루어진다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 엘피지 시스템 및 그 제어방법은,쓰로틀 포지션 센서를 내장한 모터를 설치하므로서 아이들 제어와 오토 크루즈 제어를 행함으로써, 별도로 아이들 스피드 액츄에이터를 설치할 필요가 없으며, 오토 크루즈 제어용 제어기 및 와이어가 필요 없어서 믹서의 구조가 간단해지는 효과가 있다.

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. 엘피지 차량의 엔진에 엘피지 연료가 공급되도록 각각 독립하여 설치된 메인 듀티 유로와, 슬로우 듀티 유로와;

   상기 메인 듀티 유로와, 상기 슬로우 듀티 유로에 각각 설치되어 각각 전 운전 영역에서 작동하는 메인 듀티 솔레노이드와, 슬로우 듀티 솔레노이드와;

   상기 메인 듀티 유로 및 상기 슬로우 듀티 유로에 연결된 에어 덕트와;

   상기 에어 덕트의 일측에 설치된 믹서 밸브와;

   상기 믹서 밸브와 연결되고, 그 내부에 쓰로틀 포지션 센서를 내장하여 상기 믹서 밸브를 구동토록 엑셀 레버 일측에 설치된 모터와;

   상기 모터를 제어하도록 상기 엘피지 차량에 설치된 ECU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 엘피지 시스템.
2. (a) 엘피지 차량을 시동하는 단계와;

   (b) 배터리 전압(Vb)과 캘리브레이션 상수(C1)를 비교하여 모터 제어 작동 조건을 만족하는지 판단하는 단계와;

   (c) 상기 단계 (b)에서 상기 배터리 전압이 캘리브레이션 상수에 비해 커 모터 제어 작동 조건을 만족하는 경우에는, 쓰로틀 개도가 클로즈 또는 오픈에서 클로즈로 변하는 상태인지를 판단하는 단계와;

   (d) 상기 단계 (c)에서 상기 쓰로틀 개도가 클로즈 또는 오픈에서 클로즈로변하는 상태이면, 냉각수온에 따른 목표 아이들 회전수 제어와, 대시포트 열림량을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 엘피지 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 단계 (b)에서,

   상기 배터리 전압이 상기 캘리브레이션 상수에 비해 작은 경우에는, 상기 단계 (b)를 재 시행하는 것을 특징으로 하는 차량용 엘피지 시스템.
4. 제2항에 있어서, 상기 단계 (c)에서,

   상기 쓰로틀 개도가 클로즈 또는 오픈에서 클로즈로 변하는 상태가 아니면, 오토 크루즈 스위치 요구 신호 입력시의 차속을 유지하도록 상기 모터를 구동하여 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 엘피지 시스템.