KR20060024580A - Liquefied petroleum liquid injection system controled by temperature and pressure and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온도와 압력을 함께 보상하여 연료량을 계산하는 LPG 액상 분사 시스템 및 그 계산방법에 관한 것이다. 본 발명은, 흡입 공기량을 측정하는 흡입 공기량 센서; 연료의 압력을 측정하는 연료 압력 센서; 연료의 온도를 측정하는 연료 온도 센서; 상기 흡입 공기량 센서에서 측정된 초기 흡입 공기량에 따라 기본 연료 분사량을 계산하고, 상기 연료 압력 센서에서 측정된 연료의 압력에 따른 보상과 함께 연료 온도 센서에서 측정된 연료의 온도에 따른 보상을 수행하여 연료 분사량을 수정하고, 이 신호를 인젝터로 출력하는 엔진 제어부; 상기 엔진 제어부의 출력 신호에 따라 설정된 분사량으로 액상 LPG를 분사하는 인젝터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 연료 온도 센서는, 상기 인젝터의 근방의 연료 레일에 설치되며, 상기 온도 보상값은 연료 온도의 증가에 따라 비례적으로 증가되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 연료의 온도와 압력을 함께 계측하여 온도 및 압력에 따른 연료량을 보상함으로써 더욱 정밀한 연료 제어를 하여, 시동성을 향상시키고, 운전성을 향상시키며, 배기가스를 저감시키는 등의 다양한 효과가 있다.The present invention relates to an LPG liquid injection system and a method of calculating the amount of fuel by compensating temperature and pressure together. The present invention, the intake air amount sensor for measuring the intake air amount; A fuel pressure sensor for measuring the pressure of the fuel; A fuel temperature sensor measuring a temperature of the fuel; The fuel is calculated by calculating a basic fuel injection amount according to the initial intake air amount measured by the intake air amount sensor, and performing compensation according to the temperature of the fuel measured by the fuel temperature sensor together with compensation according to the pressure of the fuel measured by the fuel pressure sensor. An engine controller which corrects the injection amount and outputs this signal to the injector; It characterized in that it comprises an injector for injecting liquid LPG at the injection amount set in accordance with the output signal of the engine control unit. Preferably, the fuel temperature sensor is installed on a fuel rail near the injector, and the temperature compensation value is proportionally increased as the fuel temperature increases. Therefore, by measuring the temperature and pressure of the fuel together to compensate for the fuel amount according to the temperature and pressure, more precise fuel control can be performed, thereby improving startability, improving operability, and reducing exhaust gas.
온도, 압력, 보상, 연료량, LPG, 액상, 분사, 흡입 공기량, 보상Temperature, Pressure, Compensation, Fuel Level, LPG, Liquid, Injection, Intake Air Volume, Compensation
Description
도 1은 종래의 온도를 보상하여 연료량을 계산하는 LPG 액상 분사 시스템을 나타낸 블록 구성도.1 is a block diagram showing an LPG liquid injection system for calculating a fuel amount by compensating for a conventional temperature.
도 2는 도 1에 따른 압력대비 보상값을 나타낸 그래프.2 is a graph showing a compensation value compared to the pressure according to FIG.
도 3은 본 발명에 따른 온도와 압력을 함께 보상하여 연료량을 계산하는 LPG 액상 분사 시스템을 나타낸 블록 구성도.Figure 3 is a block diagram showing an LPG liquid injection system for calculating the amount of fuel by compensating together the temperature and pressure according to the present invention.
도 4 및 도 5는 도 3에 따른 온도 및 압력대비 각각의 보상값을 나타낸 그래프.4 and 5 are graphs showing respective compensation values compared to temperature and pressure according to FIG. 3.
도 6은 본 발명에 따른 LPG 액상 분사 시스템의 온도와 압력을 함께 보상한 연료량 계산방법을 나타낸 제어 순서도.6 is a control flowchart illustrating a fuel amount calculation method for compensating for the temperature and pressure of the LPG liquid injection system according to the present invention.
도 7은 보상전후의 연료량 계산 오차를 나타낸 실험 측정 그래프.7 is an experimental measurement graph showing the fuel amount calculation error before and after compensation.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
210 : 흡입 공기량 센서 220 : 연료 압력 센서210: intake air amount sensor 220: fuel pressure sensor
230 : 엔진 제어부 240 : 인젝터230: engine control unit 240: injector
250 : 연료 온도 센서250: fuel temperature sensor
흡입 공기량 센서(210)Intake Air Volume Sensor (210)
연료 압력 센서(220)
엔진 제어부(230)
인젝터(240)Injector (240)
연료 온도 센서(250)Fuel temperature sensor (250)
본 발명은 연료량을 계산하는 LPG 액상 분사 시스템 및 그 계산방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료의 온도와 압력을 함께 계측하여 온도와 압력에 따른 연료량을 보상하는 LPG 액상 분사 시스템 및 그 계산방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LPG liquid injection system for calculating a fuel amount and a calculation method thereof, and more particularly, to an LPG liquid injection system for calculating a fuel amount according to temperature and pressure by measuring the temperature and pressure of the fuel together. It is about.
잘 알려진 바와 같이 LPG 액상 분사 시스템은, 종래와 같이 연료의 증기압만으로 연료를 밀어내는 LPG 엔진과는 다르게, LPG 연료탱크 내에 펌프를 설치하여 액상의 LPG 연료를 연료라인을 통하여 압송한 후 인젝터(Injector)로부터 액상의 연료를 분사하는 구조를 말한다.As is well known, LPG liquid injection system is different from the LPG engine which pushes fuel only by the vapor pressure of fuel as in the prior art, and injector after pumping liquid LPG fuel through the fuel line by installing a pump in the LPG fuel tank. It refers to the structure that injects liquid fuel from).
이러한 LPG 액상 분사 시스템은 연료의 특성상 액상상태에서도 온도에 따른 체적 변화가 심하다. 따라서 연료 온도에 따른 연료량을 보상하여 하지 않으면 희박 연소나 과농한 연소로 연소불안을 발생시켜 엔진 부조나 시동 꺼짐 등의 증상을 유발할 수 있다. The LPG liquid injection system has a large volume change with temperature even in the liquid state due to the nature of the fuel. Therefore, if the fuel amount according to the fuel temperature is not compensated, combustion anxiety may occur due to lean combustion or excessive combustion, which may cause symptoms such as engine relief or starting off.
도 1은 종래의 온도를 보상하여 연료량을 계산하는 LPG 액상 분사 시스템을 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 압력대비 보상값을 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram showing a LPG liquid injection system for calculating the amount of fuel by compensating the conventional temperature, Figure 2 is a graph showing a compensation value compared to the pressure according to FIG.
도시된 바와 같이, 종래의 LPG 액상 분사 시스템은, 흡입 공기량 센서(110), 연료 압력 센서(120), 엔진 제어부(130) 및 인젝터(140)로 구성된다.As shown, the conventional LPG liquid injection system is composed of an intake
흡입 공기량 센서(110)는 흡입 공기량을 측정하고, 연료 압력 센서(120)는 연료의 압력을 측정한다.The intake
엔진 제어부(ECM)(130)는 엔진 제어에 필요한 신호 수집 및 연산 후 관련 장치에 제어 신호를 출력하되, 상기 흡입 공기량 센서(110)에서 측정된 초기 흡입 공기량에 따라 기본 연료 분사량을 계산하고, 이후 상기 연료 압력 센서(120)에서 측정된 연료의 압력에 따른 보상을 수행하여 연료 분사량을 수정하고, 이 신호를 인젝터(140)로 출력한다.The engine control unit (ECM) 130 outputs a control signal to a related device after collecting and calculating signals necessary for engine control, and calculates a basic fuel injection amount according to the initial intake air amount measured by the intake
인젝터(140)는 상기 엔진 제어부(130)의 출력 신호에 따라 설정된 분사량으로 액상 LPG를 분사한다.The
이와 같이 종래의 LPG 액상 분사 시스템은, 연료 압력 변화에 대한 보상만을 실시하였다.Thus, the conventional LPG liquid injection system only compensated for the fuel pressure change.
그러나, 상기와 같은 종래의 LPG 액상 분사 시스템은, 연료 압력 변화(연료 온도 또는 연료 조성)에 대한 보상만을 실시하여 보다 정밀한 연료 제어를 할 수가 없다. However, the conventional LPG liquid injection system as described above cannot perform more precise fuel control by only compensating for the fuel pressure change (fuel temperature or fuel composition).
예를 들어, 추운 겨울철 운행 시 연료 온도는 15℃을 기준으로 여름 철 연료 온도30℃로 가정하면 체적비는 8% 증가한다. For example, assuming that the fuel temperature during cold winter operation is 15 ° C and the summer fuel temperature is 30 ° C, the volume ratio increases by 8%.
따라서, 겨울철 대비 여름철 운행시 연료가 8% 부족하게 되어 시동 불량, 출력 저하, 유해 배기가스 과다 배출 등을 유발한다. Therefore, when running in the summer compared to winter, the fuel is insufficient by 8%, causing poor starting, low output, excessive emissions of harmful emissions.
또한, 엔진룸의 온도에 의해 연료가 가열되면 이보다 더 현저한 연료 부족현상이 발생할 수 있는 문제점이 있었다. In addition, when the fuel is heated by the temperature of the engine room, there is a problem that more significant shortage of fuel may occur.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 연료의 온도와 압력을 함께 계측하여 온도 및 압력에 따른 연료량을 보상함으로써 더욱 정밀한 연료 제어를 하여, 시동성을 향상시키고, 운전성을 향상시키며, 배기가스를 저감시키기 위한 온도와 압력을 함께 보상하여 연료량을 계산하는 LPG 액상 분사 시스템 및 그 계산방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and by measuring the temperature and pressure of the fuel together to compensate for the fuel amount according to the temperature and pressure to perform more precise fuel control, improve startability and operability. It is an object of the present invention to provide an LPG liquid injection system and a method of calculating the amount of fuel by compensating temperature and pressure together to reduce the exhaust gas.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도와 압력을 함께 보상하여 연료량을 계산하는 LPG 액상 분사 시스템은, 흡입 공기량을 측정하는 흡입 공기량 센서; 연료의 압력을 측정하는 연료 압력 센서; 연료의 온도를 측정하는 연료 온도 센서; 상기 흡입 공기량 센서에서 측정된 초기 흡입 공기량에 따라 기본 연료 분사량을 계산하고, 상기 연료 압력 센서에서 측정된 연료의 압력에 따른 보상과 함께 연료 온도 센서에서 측정된 연료의 온도에 따른 보상을 수행하여 연료 분사량을 수정하고, 이 신호를 인젝터로 출력하는 엔진 제어부; 상기 엔진 제어부의 출력 신호에 따라 설정된 분사량으로 액상 LPG를 분사하는 인젝터를 포함하는 것을 특징 으로 한다.LPG liquid injection system for calculating the fuel amount by compensating together the temperature and pressure according to the present invention for achieving the above object, the intake air amount sensor for measuring the intake air amount; A fuel pressure sensor for measuring the pressure of the fuel; A fuel temperature sensor measuring a temperature of the fuel; The fuel is calculated by calculating a basic fuel injection amount according to the initial intake air amount measured by the intake air amount sensor, and performing compensation according to the temperature of the fuel measured by the fuel temperature sensor together with compensation according to the pressure of the fuel measured by the fuel pressure sensor. An engine controller which corrects the injection amount and outputs this signal to the injector; It characterized in that it comprises an injector for injecting liquid LPG at the injection amount set in accordance with the output signal of the engine control unit.
상기 연료 온도 센서는, 상기 인젝터의 근방의 연료 레일에 설치되며, 상기 온도 보상값은 연료 온도의 증가에 따라 비례적으로 증가되도록 하는 것이 바람직하다.Preferably, the fuel temperature sensor is installed on a fuel rail near the injector, and the temperature compensation value is proportionally increased as the fuel temperature increases.
또한, 본 발명에 따른 LPG 액상 분사 시스템의 온도와 압력을 함께 보상한 연료량 계산방법은, 흡입 공기량 센서를 통하여 흡입 공기량을 측정하는 단계; 엔진 제어부에서 상기 흡입 공기량 센서에서 측정된 초기 흡입 공기량에 따라 기본 연료 분사량을 계산하는 단계; 연료 압력 센서를 통하여 연료의 압력을 측정하고, 연료 온도 센서를 통하여 연료의 온도를 측정하는 단계; 엔진 제어부에서 상기 연료 압력 센서에서 측정된 연료의 압력에 따른 보상과 함께 연료 온도 센서에서 측정된 연료의 온도에 따른 보상을 수행하여 연료 분사량을 수정하고, 이 신호를 인젝터로 출력하는 단계; 인젝터에서 상기 엔진 제어부의 출력 신호에 따라 설정된 분사량으로 액상 LPG를 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fuel amount calculation method for compensating the temperature and pressure of the LPG liquid injection system according to the present invention, the step of measuring the intake air amount through the intake air amount sensor; Calculating a basic fuel injection amount according to an initial intake air amount measured by the intake air amount sensor in an engine control unit; Measuring the pressure of the fuel through the fuel pressure sensor and measuring the temperature of the fuel through the fuel temperature sensor; Correcting the fuel injection amount by performing a compensation according to the temperature of the fuel measured by the fuel temperature sensor together with the compensation according to the pressure of the fuel measured by the fuel pressure sensor in the engine controller, and outputting the signal to the injector; And injecting the liquid LPG at the injection amount set according to the output signal of the engine controller in the injector.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 온도와 압력을 함께 보상하여 연료량을 계산하는 LPG 액상 분사 시스템을 나타낸 블록 구성도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 따른 온도 및 압력대비 각각의 보상값을 나타낸 그래프이다.3 is a block diagram showing the LPG liquid injection system for calculating the amount of fuel by compensating the temperature and pressure in accordance with the present invention, Figures 4 and 5 are graphs showing the compensation value of each of the temperature and pressure according to Figure 3 to be.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 LPG 액상 분사 시스템은, 흡입 공기량 센서(210), 연료 압력 센서(220), 엔진 제어부(230), 인젝터(240) 및 연료 온도 센서(250)로 구성된다.As shown, the LPG liquid injection system according to the present invention includes an intake air amount sensor 210, a
흡입 공기량 센서(210)는 흡입 공기량을 측정하고, 연료 압력 센서(220)는 연료의 압력을 측정하며, 연료 온도 센서(250)는 연료의 온도를 측정한다.The intake air amount sensor 210 measures the intake air amount, the
엔진 제어부(ECM)(230)는 엔진 제어에 필요한 신호 수집 및 연산 후 관련 장치에 제어 신호를 출력한다.The engine control unit (ECM) 230 outputs a control signal to a related device after collecting and calculating signals necessary for engine control.
즉, 상기 엔진 제어부(ECM)(230)는 먼저 상기 흡입 공기량 센서(210)에서 측정된 초기 흡입 공기량에 따라 기본 연료 분사량을 계산한다. That is, the engine control unit (ECM) 230 first calculates a basic fuel injection amount according to the initial intake air amount measured by the intake air amount sensor 210.
이후, 상기 연료 압력 센서(220)에서 측정된 연료의 압력에 따른 보상과 함께 연료 온도 센서(250)에서 측정된 연료의 온도에 따른 보상을 수행하여 연료 분사량을 수정한다(도 4 및 도 5 참조).Then, the fuel injection amount is corrected by performing compensation according to the temperature of the fuel measured by the
상기 엔진 제어부(230)는 상기와 같은 온도 및 압력 보상을 통하여 구하여진 신호를 인젝터(240)로 출력한다.The
인젝터(240)는 상기 엔진 제어부(230)의 출력 신호에 따라 설정된 분사량으로 액상 LPG를 분사함으로써, 더욱 정밀한 연료 제어를 할 수 있다.The
또한, 더욱 정확한 연료온도 측정을 위하여 상기 연료 온도 센서(250)는 인젝터(240)의 근방 또는 인젝터(240)와 가장 가까운 연료 공급 레일(미도시)에 설치되는 것이 바람직하다. In addition, for more accurate fuel temperature measurement, the
도 6은 본 발명에 따른 LPG 액상 분사 시스템의 온도와 압력을 함께 보상한 연료량 계산방법을 나타낸 제어 순서도로서, 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.6 is a control flowchart illustrating a fuel amount calculation method for compensating for a temperature and a pressure of an LPG liquid injection system according to the present invention. The operation of the present invention will be described in more detail as follows.
도시된 바와 같이, 먼저 본 발명은 흡입 공기량 센서(210)를 통하여 흡입 공 기량을 측정한다(S101).As shown, first, the present invention measures the intake air amount through the intake air amount sensor 210 (S101).
이후, 엔진 제어부(230)는 상기 흡입 공기량 센서(210)에서 측정된 초기 흡입 공기량에 따라 기본 연료 분사량을 계산한다(S102).Thereafter, the
이후, 연료 압력 센서(220)는 연료의 압력을 측정하고, 연료 온도 센서(250)는 연료의 온도를 측정한다(S103~S104).Thereafter, the
엔진 제어부(ECM)(230)는 엔진 제어에 필요한 신호 수집 및 연산 후 관련 장치에 제어 신호를 출력하는데, 특히 상기 연료 압력 센서(220)에서 측정된 연료의 압력에 따른 보상과 함께 연료 온도 센서(250)에서 측정된 연료의 온도에 따른 보상을 수행하여 연료 분사량을 수정한다(S105).The engine control unit (ECM) 230 outputs a control signal to a related device after collecting and calculating the signals necessary for engine control. In particular, the engine control unit (ECM) 230 may include a fuel temperature sensor ( The fuel injection amount is corrected by performing compensation according to the temperature of the fuel measured at 250 (S105).
상기 엔진 제어부(230)는 상기와 같은 온도 및 압력 보상을 통하여 구하여진 신호를 인젝터(240)로 출력하고, 인젝터(240)는 상기 엔진 제어부(230)의 출력 신호에 따라 설정된 분사량으로 액상 LPG를 분사한다(S106).The
따라서, 더욱 정밀한 연료 제어를 할 수 있으며, 시동성 향상, 운전성 향상, 배기가스 저감 등의 효과를 기대할 수 있다.Therefore, more precise fuel control can be performed, and effects such as improved startability, improved operability, and reduced exhaust gas can be expected.
도 7은 보상전후의 연료량 계산 오차를 나타낸 실험 측정 그래프로서, 도시된 바와 같이, 온도 보상전에는 연료 온도의 증가에 따라 연료 계산 오차가 급격히 증가하였으나, 온도 보상후에는 연료 온도가 증가하여도 연료 계산 오차가 증가하지 않고 일정하게 유지됨을 알 수 있다.7 is an experimental measurement graph showing the fuel amount calculation error before and after compensation. As shown in the figure, the fuel calculation error increases rapidly with the increase of the fuel temperature before the temperature compensation, but the fuel calculation even after the fuel temperature increases after the temperature compensation. It can be seen that the error does not increase and remains constant.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명 의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능하다.Although the above has been illustrated and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention as claimed in the claims.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 온도와 압력을 함께 보상하여 연료량을 계산하는 LPG 액상 분사 시스템 및 그 계산방법에 의하면, LPG 액상 분사시 압력 보상과 함께 연료 온도에 따른 체적변화(밀도 보상)에 대한 보상을 실시하여 더욱 정밀한 연료 제어를 함으로써, 시동성을 향상시키고, 운전성을 향상시키며, 배기가스를 저감시키는 등의 다양한 효과가 있다.
As described above, according to the LPG liquid injection system and the method of calculating the amount of fuel by compensating the temperature and pressure according to the present invention, the LPG liquid injection in accordance with the volume change (density compensation) according to the fuel temperature with pressure compensation during the liquid injection By performing the compensation for more precise fuel control, there are various effects such as improving startability, improving operability, and reducing exhaust gas.
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