KR20030081710A - 엘피지 연료 분사 장치의 연료 탱크의 연료압 산출 방법 - Google Patents

엘피지 연료 분사 장치의 연료 탱크의 연료압 산출 방법 Download PDF

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Abstract

하나의 압력 센서를 이용하여 연료 탱크의 연료압을 산출할 수 있는 엘피지 연료 분사 장치의 연료 탱크의 연료압 산출 방법이 개시되어 있다. 종래의 엘피지 연료 분사 시스템은 연료 호스의 연료압과 연료 탱크의 연료압의 차가 규정치 보다 높은 지를 체크하기 위하여 연료 호스의 연료압과 연료 탱크의 연료압을 측정하기 위하여 연료 호스와 연료 탱크내에 설치되는 통상의 압력 센서는 고가이므로, 엘피지 연료 분사 시스템의 가격이 상승하는 요인이 되었다. 본 발명은, 연료 호스 내의 연료압을 통해 연료 탱크 내의 연료압을 산출함으로서, 하나의 압력 센서를 통해 연료 호스 내의 연료압과 연료 탱크 내의 연료압의 차를 일정하게 유지하여 제품에 대한 경제성을 향상시킬 수 있다.

Description

엘피지 연료 분사 장치의 연료 탱크의 연료압 산출 방법{METHOD FOR CALCULATING FUEL TANK PRESSURE FOR LPG INJECTION APPARATUS}
본 발명은 엘피지 연료 분사 장치의 연료 탱크의 연료압 산출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 연료 호스의 연료압과 연료 탱크의 연료압의 차를 일정하게 유지함으로써, 엘피지 연료 분사 시스템의 경제성을 향상시킬 수 있는 엘피지 연료 분사 장치의 연료 탱크의 연료압 산출 방법에 관한 것이다.
엘피지(Liuefied Pertroleum Gas) 연료는 옥탄가가 높고 내열성이 우수하다는 특징과 연료비가 저렴하다는 정점이 있기 때문에 일부의 승용차과 승합차 등에 사용되고 있으며 대형차에도 적용시킬 예정에 있다.
상기 자동차의 엔진에 공급되는 엘피지 연료는 액상이며 이를 기화시키게 되면 공기와의 혼합성이 좋아 가연성이 놓기 때문에 가솔린과 경유에 비해 노킹이 잘 일어나지 않게되며 베이퍼록(Vapor-Lock)이나 퍼컬레이션(Percolation)과 같은 현상의 발생을 방지할 수 있어 가솔린이나 디젤 연료의 대체 연료로서 그 적용 범위가 점차로 증가되고 있는 추세이다.
즉, 엘피지 연료분사 시스템은 연료 펌프를 이용하여 엘피지 연료를 액상으로 인젝터에 공급하고, 이 인젝터를 통해 엘피지 연료를 실린더로 분사하며, 이 분사된 이 엘피지 연료는 공기가 혼합한 후 기화하여 엔진을 구동시킨다.
이때, 분사되기 전 연료 호스내의 엘피지 연료는 항상 액상으로 존재하므로, 인젝터를 통해 실린더로 분사된 후 연료 탱크내로 되돌아온 연료 호스내의 연료압이 대기압 보다 높은 상태로 유지된다. 즉, 연료 호스내의 연료압과 연료 탱크내의 연료압의 차가 항상 일정하게 유지되어야 한다.
이러한 연료 호스 내의 연료압과 연료 탱크내의 연료압의 차가 규정치 보다 높은 지를 체크하기 위하여 연료 호스와 연료 탱크에 설치되는 통상의 압력 센서는 고가이므로, 엘피지 연료 분사 시스템의 가격이 상승하는 요인이 된다.
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료 호스의 연료압을 통해 연료 탱크의 연료압을 산출함으로서, 하나의 압력 센서로 연료 호스의 연료압과 연료 탱크의 연료압의 차를 일정하게 유지할 수 있는 엘피지 연료 분사 장치의 연료 탱크의 연료압 산출 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 제1 관점에 따른 엘피지 연료 분사 장치의 연료 탱크의 연료압 산출 방법은,
a) 엔진의 시동 후 연료 호스내의 연료압을 제1 소정치로 유지하기 위하여 제1 소정 시간을 경과하였는 지를 체크하는 단계;
b) 단계 a)에서 제1 소정 시간이 경과되면, 제2 소정 시간 동안 입력된 연료 호스의 실제 연료압과 상기 제2 소정 시간 이전에 입력되는 실제 연료압으로부터 연산된 필터 연료압을 평균화하여 제1 기준값을 설정하는 단계;
c) 제3 소정 시간동안 입력된 연료 호스내의 실제 연료압과 제3 소정 시간 이전에 입력된 실제 연료압으로 부터 연산된 필터 연료압를 평균화하여 제1 평균치를 산출하는 단계;
d) 단계 c)에 의해 연산된 연료압의 제1 평균치와 상기 제1 기준값을 비교하여 평균치가 제1 기준값보다 작다고 판단되면 상기 제1 실제 연료압을 안정된 값으로 판단하는 단계;
e) 제 4 소정 시간 동안 입력된 연료 호스내의 제2 실제 연료압과 상기 제4 소정 시간 이전에 입력된 실제 연료압으로부터 연산된 제2 필터 연료압의 차가 제2 기준 값보다 작다고 판단되면 상기 제2 실제 연료압을 안정된 값으로 판단하는 단계;
f) 단계 d) 및 e)에 의해 제1 및 제2 실제 연료압이 안정된 값이라고 판단되는 경우 상기 제2 실제 연료압 보다 소정치 만큼 낮은 값으로 연료 탱크내의 연료압을 설정하고, 상기 단계 d) 및 e)단계에서 제1 및 제2 실제 연료압이 불안정된 값이라고 판단되는 경우 이전에 저장된 연료 탱크의 연료압을 유지하는 단계; 및
g) 상기 f) 단계에서 설정된 연료 탱크의 연료압과 연료 호스내의 연료압의 차를 일정하게 유지하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 연료 호스 내의 연료압을 통해 연료 탱크 내의 압력을 산출함으로서, 하나의 압력 센서를 통해 연료 호스 내의 연료압과 연료 탱크 내의 연료압의 차를 일정하게 유지할 수 있어 제품에 대한 경제성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 엘피지 연료 분사 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 연료 탱크의 연료압 산출 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
〈도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명〉
11 : 연료 탱크 13 : 연료 펌프
15 : 인젝터 21 : 연료 호스
23 : 압력 센서 25 : 압력 레귤레이터
31 : 제어부
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 엘피지 연료 분사 시스템을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 엘피지 연료 분사 시스템은 연료 탱크(11), 연료 펌프(13), 인젝터(15), 연료 호스(21), 압력 센서(23), 연료압 레귤레이터(25), 및 제어부(31)로 구성된다.
상기 연료 탱크(11)는 엘피지 연료를 액화 상태로 저장하고, 상기 연료 펌프(13)는 점화 스위치(미도시됨)에 온시 상기 제어부(31)의 제어 신호에 따라 상기 연료 탱크(11) 안의 엘피지 연료를 액화 상태로 토출시킨다.
그리고, 인젝터(15)는 상기 점화 스위치의 시동 위치에 설정되면, 상기 연료 펌프(13)에 의해 연료 탱크(11)에서 토출된 엘피지 연료를 액상 상태로 실린더(미도시됨) 내로 분사킨다.
그리고, 상기 연료 호스(21)는 인젝터(15)와 연료 탱크(11) 사이에 설치되어 여분의 엘피지 연료를 연료 탱크(11) 내로 되돌리고, 상기 압력 센서(23)는 상기 연료 호스(21)의 소정 위치에 설치되고, 상기 연료 탱크(11)와 인젝터(15) 간의 연료 압력을 일정하기 유지하기 위하여 상기 연료 호스(21)를 통해 되돌려진 엘피지 연료의 압력을 감지하고, 이 감지된 엘피지 연료의 압력을 제어부(31)에 제공한다
상기 제어부(31)는 상기 감지된 연료 호스(21) 내의 엘피지 연료압에 따라 연료 탱크(11) 내의 연료압을 산출하고, 상기 산출된 연료 탱크(11) 내의 연료압에 따라 엔진의 회전 수에 따라 가변되는 연료 호스(21) 내의 연료압과 연료 탱크(11)의 연료압의 차를 일정하게 유지시키기 위한 제어 신호를 발생하도록 하는 프로그램을 포함한다. 바람직하게는, 상기 제어부(31)는 상기 연료 호스(21) 내의 연료압과 연료 탱크(11)의 연료압의 차를 5 bar로 구비한다.
즉, 상기 제어부(31)는 엔진의 시동 후 제1 소정 시간이 경과된 후 입력된 연료 호스(21)의 연료압을 제1 기준값으로 설정하고, 제3 소정 시간마다 입력되는 연료 호스(21)의 제1 실제 연료압과 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 실제 연료압이 안정된 값인지를 체크하며, 제 4 소정 시간 마다 입력되는 연료 호스(21)의 제2 실제 연료압과 미리 설정된 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 실제 연료값이 안정된 값인 지를 체크하여 제3 소정 시간 마다 입력되는 제1 실제 연료압과 제4 소정 시간 마다 입력되는 제2 실제 연료압이 모두 안정된 값이라고 판단되는 경우 제 2 실제 연료압보다 소정치 낮은 값을 연료 탱크(11)의 연료압으로 설정한다. 바람직하게는, 제어부(31)의 제1 소정 시간은 30초이고, 제1 기준값은 0.2bar이며, 제3 소정 시간은 2초이고, 제2 기준값은 0.5bar이며, 제4 소정 시간은 0.1초이고, 소정치는 5bar이다.
그리고, 상기 연료압 레귤레이터(25)는 상기 제어부(31)의 제어 신호에 따라 구동하여 상기 연료 호스(21) 내의 연료압과 연료 탱크(11)의 연료압의 차가 일정하게 유지된다.
이와 같이 구비된 본 발명이 적용되는 엘피지 연료 분사 시스템에 있어, 점화 스위치(미도시됨)를 온하면, 상기 제어부(31)는 연료 탱크(11)로부터 인젝터(15) 까지 연료의 압력을 생성시켜 운전을 위한 조건을 맞춘다.
즉, 점화 스위치가 온되면, 연료 펌프(13)가 오프상태로 동작되어 연료 탱크(11)와 인젝터(15) 까지의 연료압은 연료 탱크(11)내의 연료압보다 소정치 이상으로 유지되며, 엘피지 가스는 액상으로 유지된다.
이때 점화 스위치가 시동 위치에 놓으면 인젝터(15)에서 액상 연료는 분사되고, 이 분사된 액상 엘피지 가스는 에어 클리너(미도시됨)을 통해 인입되는 공기와 혼합되어 순간적으로 기화되면서 폭팔 행정을 실행한다. 그리고, 상기 여분의 엘피지 연료는 연료 호스(21)를 통해 연료 탱크(11)로 되돌려진다.
한편, 엔진 회전수가 상승하게 되어 연료 분사가 많이 이루어지면, 상기 연료 호스(21) 내의 연료압이 하강하게 되고, 이러한 연료 호스(21) 내의 연료압의하강을 보상하기 위하여 상기 제어부(31)는 연료 펌프(13)의 동작을 더 빨리 구동시키고, 그로 인해 연료 호스(21)의 연료압은 빠른 속도로 상승하게 된다.
이러한 연료 호스(21)의 연료압의 보상이 완료되면 상기 제어부(31)는 상기 연료 펌프(21)의 동작을 정상적으로 구동시킨다.
한편, 상기 압력 센서(23)에 의해 감지된 연료 호스(21)의 연료압은 상기 제어부(31)에 제공되고, 상기 제어부(31)는 연료 호스(21)의 연료압으로부터 연료 탱크(11) 내의 연료압을 산출하고, 이 산출된 연료 탱크(11) 내의 연료압에 따라 연료 호스(21)의 연료압과 연료 탱크(11)의 연료압을 차가 5bar로 일정하게 유지되도록 하는 제어 신호를 발생한다.
즉, 상기 제어부(31)는 엔진의 시동 후 제1 소정 시간이 경과된 후 입력된 연료 호스(21)의 연료압을 제1 기준값으로 설정하고, 제3 소정 시간마다 입력되는 연료 호스(21)의 제1 실제 연료압과 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 실제 연료압이 안정된 값인지를 체크하며, 제 4 소정 시간 마다 입력되는 연료 호스(21)의 제2 실제 연료압과 미리 설정된 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 실제 연료값이 안정된 값인 지를 체크하여 제3 소정 시간 마다 입력되는 제1 실제 연료압과 제4 소정 시간 마다 입력되는 제2 실제 연료압이 모두 안정된 값이라고 판단되는 경우 제 2 실제 연료압보다 소정치 낮은 값을 연료 탱크(11)의 연료압으로 설정한다. 바람직하게는, 제어부(31)의 제1 소정 시간은 30초이고, 제1 기준값은 0.2bar이며, 제3 소정 시간은 2초이고, 제2 기준값은 0.5bar이며, 제4 소정 시간은 0.1초이고, 소정치는 5bar이다.
그리고, 상기 제어부(31)는 설정된 연료 탱크(11)의 연료압에 따라 연료 호스(21)내의 연료압과 연료 탱크(11)의 연료압의 차가 일정하게 유지시키기 위한 제어 신호를 발생한다.
상기 제어부(31)의 제어 신호는 연료압 레귤레이터(25)에 제공되고, 이 제어 신호를 받은 연료압 레귤레이터(25)는 작동되어 상기 연료 호스(21)의 연료압과 연료 탱크(11)의 연료압을 차가 5bar로 일정하게 유지된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연료 탱크의 연료압 산출 과정을 보다 상세히 설명한다.
도 2는 도 1에 도시한 연료 탱크의 연료압 산출 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 우선 자동차의 점화 스위치를 온하면, 상기 연료 펌프(13)의 동작으로 연료 탱크(11)와 인젝터(15) 까지의 연료압은 연료 탱크(11)내의 연료압보다 5bar이상으로 유지되며, 엘피지 연료는 액상으로 유지된다.
이때 점화 스위치가 시동 위치에 놓으면 인젝터(15)에서 액상 연료는 분사되고, 이 분사된 액상 엘피지 가스는 에어 클리너(미도시됨)을 통해 인입되는 공기와 혼합되어 순간적으로 기화되면서 폭팔 행정을 실행한다. 그리고, 상기 여분의 엘피지 연료는 연료 호스(21)를 통해 연료 탱크(11)로 되돌려진다.
그리고, 상기 연료 호스(21)내의 연료압은 압력 센서(23)에 의해 감지되고, 이 감지된 연료 호스(21)의 연료압은 제어부(31)에 제공되며, 상기 제어부(31)는 현재 연료 호스(21)의 연료압을 제1 소정치(5bar)로 유지하기 위하여 제1 소정 시간인 30초 경과하였는 지를 체크한다(단계 301, 303).
그리고, 상기 제1 소정 시간이 경과되면, 제2 소정 시간 동안 입력되는 연료 호스(21)의 연료압과 제2 소정 시간 이전에 입력된 연료압으로부터 연산된 필터 연료압의 평균치를 산출하여 제1 기준값인 0.2bar를 설정하여 저장한다(단계 305).
그 후 상기 제3 소정 시간인 2초동안 입력된 연료 호스(21)내의 제1 실제 연료압과 2초 이전에 입력된 실제 연료압으로 부터 연산된 제1 필터 연료압의 평균을 산출하여 제1 평균치를 산출한다(단계 307).
그리고, 상기 제어부(31)는 이 제1 평균치와 제1 기준값인 0.2bar와 비교하여 제1 평균치가 0.2bar 보다 작다고 판단되면, 이 제1 실제 연료압이 안정된 값이라고 판단한다(단계 309)
한편, 상기 단계(309)에서 제1 실제 연료압이 안정된 값이라고 판단되면, 상기 제어부(31)는 제4 소정 시간인 0.1초동안 입력되는 연료 호스(21)의 제2 실제 연료압과 이 0.1초 이전에 입력되는 연료 호스(21)의 실제 연료압으로 부터 연산된 제2 필터 연료압을 평균화하여 제2 평균치를 산출한다(단계 311).
상기 제2 평균치와 미리 설정된 제2 기준값인 0.5bar와 비교하여 상기 제2 평균치가 0.5bar보다 작다고 판단되면 상기 제2 실제 연료압이 안정된 값이라고 판단한다(단계 313).
상기 단계(309) 및 단계(313)에서 입력되는 연료 호스(21)의 실제 연료압이 안정된 값이라고 판단되면, 상기 연료 탱크(11)의 연료압은 이 연료 호스(21)의 실제 연료압보다 약 5bar 낮은 값으로 설정된다(단계 315).
상기 제어부(31)는 상기 설정된 연료 탱크(11)의 연료압에 따라 연료 호스(21)의 연료압을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하고, 이 제어 신호를 받은 연료압 레귤레이터(25)는 연료 탱크(11)의 연료압과 연료 호스(21)의 연료압의 차가 일정하게 유지되도록 구동한다(단계 317).
한편, 상기 단계(309) 및 단계(313)에서 제1 평균치가 0.2bar 보다 크거나 상기 제2 평균치가 0.5bar보다 크다고 판단되면, 입력되는 연료 호스(21)의 실제 연료압이 불안정한 값이라고 판단되어 상기 제어부(31)는 이전에 설정된 연료 탱크(11)의 연료압으로 설정하고, 상기 설정된 연료 탱크(11)의 연료압에 따라 연료 호스(21)의 연료압을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하고, 이 제어 신호를 받은 연료압 레귤레이터(25)는 연료 탱크(11)의 연료압과 연료 호스(21)의 연료압의 차가 일정하게 유지되도록 구동한다(단계 319).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 연료 호스 내의 연료압을 통해 연료 탱크 내의 압력을 산출함으로서, 하나의 압력 센서를 통해 연료 호스 내의 연료압과 연료 탱크 내의 연료압의 차를 일정하게 유지할 수 있어 제품에 대한 경제성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.
이상에서 본 발명을 특정한 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정하지 아니하며, 특허 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (2)

  1. a) 엔진의 시동 후 연료 호스내의 연료압을 제1 소정치로 유지하기 위하여 제1 소정 시간을 경과하였는 지를 체크하는 단계;
    b) 단계 a)에서 제1 소정 시간이 경과되면, 제2 소정 시간 동안 입력된 연료 호스의 실제 연료압과 상기 제2 소정 시간 이전에 입력되는 실제 연료압으로부터 연산된 필터 연료압을 평균화하여 제1 기준 값으로 설정하는 단계;
    c) 제3 소정 시간동안 입력된 연료 호스내의 실제 연료압과 제3 소정 시간 이전에 입력된 실제 연료압으로 부터 연산된 필터 연료압를 평균화하여 제1 평균치를 산출하는 단계;
    d) 단계 c)에 의해 연산된 연료압의 제1 평균치와 상기 제1 기준값을 비교하여 평균치가 제1 기준값보다 작다고 판단되면 상기 제1 실제 연료압을 안정된 값으로 판단하는 단계;
    e) 제 4 소정 시간 동안 입력된 연료 호스내의 제2 실제 연료압과 상기 제4 소정 시간 이전에 입력된 실제 연료압으로부터 연산된 필터 연료압의 차가 제2 기준 값보다 작다고 판단되면 상기 제2 실제 연료압을 안정된 값으로 판단하는 단계;
    f) 단계 d) 및 e)에 의해 실제 연료압이 안정된 값이라고 판단되는 경우 상기 제2 실제 연료압 보다 소정치 만큼 낮은 값으로 연료 탱크내의 연료압을 설정하고, 단계 d) 및 e)단계에서 실제 연료압이 불안정된 값이라고 판단되는 경우 이전에 저장된 연료 탱크의 연료압을 유지하는 단계; 및
    g) 상기 f) 단계에서 설정된 연료 탱크의 연료압과 연료 호스내의 연료압의 차를 일정하게 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 연료압 산출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연료 탱크의 연료압 산출 방법에서 상기 제1 소정 시간은 30초, 상기 제1 기준값은 0.2bar, 상기 제3 소정 시간은 2초, 상기 제2 기준값은 0.5bar, 상기 제4 소정 시간은 0.1초, 상기 소정치는 5bar인 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 연료압 산출 방법.
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