KR20070028698A - 엘피아이 차량의 연료라인계 에러 감지방법 - Google Patents

엘피아이 차량의 연료라인계 에러 감지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엘피아이 차량의 연료라인계 에러감지방법에 관한 것으로, 특히 엘피아이 차량의 연료라인의 압력을 일정치 이상으로 제어하는 압력 레귤레이터 내의 부품고장을 감지할 수 있도록 한 엘피아이 차량의 연료라인계 에러감지 방법에 관한 것이다.
본 발명의 엘피아이 차량의 연료라인계 에러감지 방법은 연료라인계의 에러감지를 위한 전제조건과 초기상태를 설정하는 단계와, 엔진 시동 후, 상기 전제조건을 확인하여 엔진시동 상태가 상기 전제조건을 만족시키는 지 여부를 판단하는 단계와, 차량 내 연료와 연관하는 각 부위에서의 온도기준을 확인하는 단계와, 상기 압력 레귤레이터내 모니터링용 최소 연료압력을 설정하는 단계와, 연료라인계의 연료압과 상기 압력 레귤레이터의 모니터링 최소 연료압력을 비교하는 단계와, 연료라인계의 연료압이 압력 레귤레이터 모니터링 최소압보다 클 경우, 에러카운터를 그대로 유지하고, 작을 경우에는 연료펌프를 최고속도로 구동시켜 에러카운터를 증가시키는 단계와, 에러카운터 값이 설정된 최대값과 같은 경우, 연료라인내의 에러발생 경고를 발생시키는 단계를 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

엘피아이 차량의 연료라인계 에러 감지방법{Error detecting method for fuel line system of lpi vehicle}
도 1a 는 엘피아이 차량의 연료라인계의 부품 연결상태를 도시한 도면,
도 1b 상기 도 1a 의 압력 레귤레이터의 부 확대도,
도 2 는 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 엘피아이 시스템 레이아웃도,
도 3 는 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료라인계 에러감지 방법을 도시한 플로우챠트임.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 봄베 2 : 연료펌프
3,4 : 개폐밸브 5 : 연료온도 센서
6 : 인젝터 11,13 : 연료라인
20 : LPI ECU 30 : EMS ECU
40 : 실린더 41 : 냉각수온 센서
42 : 산소센서 46 : MAF 센서
본 발명은 엘피아이(LPG Injection) 차량의 연료라인계 에러 감지방법에 관한 것으로, 특히 엘피아이 차량의 연료라인의 압력을 일정치 이상으로 제어하는 압력 레귤레이터 내의 부품고장을 감지할 수 있도록 한 엘피아이 차량의 연료라인계 에러방지 방법에 관한 것이다.
일반적으로 엘피아이 차량이란 LPG 붐베 내에 연료펌프를 설치하여 연료를 가압하여 액상의 LPG 연료를 연료라인을 통하여 압송한 후 가스인젝터로부터 액상의 연료를 각 실린더에 분사하는 구조의 엔진이 탑재된 차량을 지칭한다.
도 1a 는 엘피아이 차량에 구비되는 연료라인상에 설치되는 부품 연결상태를 도시한 도면이고,
도 1b 는 상기 도 1a 에 도시된 압력 레귤레이터의 상세도이다.
도시된 바와 같이, 일반적인 엘피아이 차량의 연료시스템은 LPG 붐베(1) 내에 설치된 연료펌프(2), 연료 배출라인(11)상에 설치된 개폐용 밸브(3,4), 연료 온도감지센서(5), 인젝터(6), 압력 레귤레이터 모듈(9) 등을 포함하는 구성으로 되어 있으며, 상기 압력 레귤레이터 모듈(9)은 도 1b 에 도시된 바와 같이 압력센서(7)와, 압력 레귤레이터(8)로 이루어진다.
특히 상기 압력 레귤레이터(8)는 연료라인(11,13)내의 연료를 액상으로 유지시키기 위하여 연료압을 붐베압 대비 일정값 이상의 높은 압력으로 유지시키는 역할을 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 일반적인 엘피아이 차량의 연료시스템에 있어서, 연료펌프(2)의 고장이나 센서류와 같은 전기신호 관련 계통의 고장은 전기적 진단 방식에 의하여 진단이 가능하나, 압력 레귤레이터(8)와 같은 기계적 부품의 고장은 감지하기 어려운 한계가 있다.
상기와 같이, 기계적 부품의 고장이 감지되지 못한 상태에서 차량의 시동이 온 되면, 기상연료에 의한 연료부족 현상은 피할 수 없게 되어 연료의 분사전 연료라인의 상태를 액상으로 변환시킨 상태에서 시동을 해야 원활한 시동이 이루어지게 된다.
압력 레귤레이터(8)의 작동은 연료압력이 일정값 이상이 되면 연료압에 의해 스프링을 밀어 연료밸브를 밀어 주어 설정된 압력 이상이 되지 못하도록 하여 연료라인내의 압력이 일정하게 유지시켜 주는 구조로 되어 있다.
상기한 엘피아이 차량의 연료라인계에 있어서, 발생될 수 있는 일반적인 고장형태는 스프링 고정에 의한 밸브열림 고정(Open stick)이나 고압부와 저압부의 실링을 해 주는 오링의 파손이다. 이러한 고정형태는 모두 연료압이 감소되는 현상과 연료분사량 부족에 의한 엔진불안 또는 시동꺼짐 등의 현상을 초래한다.
상기한 바와 같은 형태의 부품고장(hardware fall)이 발생할 경우, 종래에는 고장진단을 행하지 않고 단지 펌프를 최고속도로 유지시켜 연료라인내의 연료압력을 증가시키는 수동적인 방법을 적용하였다. 그러나 이 경우 소음증대와 펌프 구동력 증대에 의한 연비악화의 문제가 발생하게 되는 문제점이 있었다.
또한 어떠한 형태의 에러가 감지됨이 없이 연료압 센서의 출력값이 정상상태의 값보다 일정값, 예컨대 4bar 이상의 차이가 발생됨에 의하여 압력센서 에러 오감지 문제가 발생하게 되고, 나아가 부족한 연료분사에 의한 공연비 희박현상에 기 인한 산소센서의 고장이 오감지 되는 문제가 발생된다.
특히 아무런 고장코드 없이 연료량 부족에 의한 엔진의 시동이 꺼지는 경우에는, 시동꺼짐의 원인이 불명확한 것에 의해 고장이 없는 다른 부위까지도 교체하게 되는 과잉정비가 발생되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엘피아이 차량의 연료계의 부품 고장발생시 고장감지를 가능하도록 함으로써, 정상적으로 작동하는 센서류나 밸브류에 대한 에러의 오감지를 막을 수 있는 엘피아이 차량의 연료라인계 에러감지 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘피아이 차량의 연료라인계 에러감지 방법은 상기 연료라인내의 에러감지를 위한 전제조건과 초기상태를 설정하는 단계와, 엔진 시동 후, 상기 전제조건을 확인하여 엔진시동 상태가 상기 전제조건을 만족시키는 지 여부를 판단하는 단계와, 차량 내 연료와 연관하는 각 부위에서의 온도기준을 확인하는 단계와, 상기 압력 레귤레이터내 모니터링용 최소 연료압력을 설정하는 단계와, 연료라인계의 연료압과 상기 압력 레귤레이터의 모니터링 최소 연료압력을 비교하는 단계와, 연료라인계의 연료압이 압력 레귤레이터 모니터링 최소압보다 클 경우, 에러카운터를 그대로 유지하고, 작을 경우에는 연료펌프를 최고속도로 구동시켜 에러카운터를 증가시키는 단계와, 에러카운터 값이 설정된 최대값과 같은 경우, 연료라인내의 에러발생 경고를 발생시키는 단계를 포함하여, 엘피아 이 차량의 연료라인의 압력을 일정치 이상으로 제어하는 압력 레귤레이터 내의 부품고장을 감지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 연료라인내의 에러감지를 위한 전제조건은 연료의 압력센서와 온도센서 및 산소센서가 정상이고, 연료라인의 공급을 차단하는 LPG 스위치가 오프된 상태이며, 상기 초기상태 조건은 연료라인계의 에러카운터가 제로 상태로 설정되는 조건이 되도록 한다.
상기 온도기준의 대상은 냉각수 온도, 연료온도가 되도록 하고, 상기 연료라인내의 에러발생 경고를 발생시, 에러점등을 켜거나 에러코드를 저장하는 형태로 경고발생을 하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료라인계 에러감지 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 엘피아이 시스템 레이아웃도이다.
상기 도 2 는 앞서 설명한 도 1 의 엘피아이 차량의 연료라인계의 부품 연결상태도에 엘피아이 ECU(Engine Control Unit)(20)와 엔진관리 시스템(Engine Management System)(30)이 연결된 상태를 함께 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 엘피아이 ECU(20)는 엔진을 제어하는 EMS ECU(30)에 연결됨과 동시에, 연료라인(11,13)계에 설치된 각종 부품, 예컨대 연료펌프(2), 개폐밸브(3,4), 펌프 릴레이(21), LPG 스위치(23), 연료 온도센서(5), 연료압 센서(7) 등의 모든 부품에 전원선이 연결되어 이들 부품의 동작을 제어하게 된다.
상기 EMS ECU(30)는 도시된 바와 같이, 실린더(47)에 장착된 부품인 냉각수 온 센서(41), 크랭크 포지션 센서(48)와 흡기 및 배기와 연관하여 설치된 부품, 예컨대 흡기온 센서(47), MAF 센서(46), 스로틀 포지션 센서(44), 산소센서(42) 등에 전원선이 연결되어 이들 부품의 동작을 제어하게 된다.
도 3 은 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료라인계 에러를 감지하기 위한 동작단계를 도시한 플로우챠트이다.
본 발명의 엘피아이 차량의 연료라인계의 에러를 감지하는 방법은 연료라인(11,13)의 압력을 봄베압 대비 일정값 이상이 되도록 제어하는 압력 레귤레이터(8) 의 불량을 감지하기 위한 것으로, 압력 레귤레이터(8) 내의 내부 스프링의 기능이 상실되거나, 밸브의 열림상태가 고정되거나, 오-링의 파손이 발생 등이 주요 불량 항목이 된다.
상기와 같은 압력 레귤레이터(8)내의 불량요인이 파악되지 못할 경우, 압력센서나 산소센서 등에서의 불량으로 오감지하는 경우가 발생될 수 있다.
상기 도 3 을 참조하여 엘피아이 차량의 연료라인계의 에러감지 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 엘피아이 차량의 연료라인계의 에러를 감지하기위한 전제조건과 초기화 상태를 설정한다.(S10)
상기 에러감지 전제조건으로는 타 부품들의 기능이 에러가 없는 정상작동이 되어야 하는 것이다. 즉 연료압센서(7), 연료온도센서(5), 연료펌프(2)관련, 산소센서(42) 등의 부위에서 에러가 없도록 하고, LPG 스위치(23)가 오프(OFF) 상태가 되도록 한다.
다음, 엔진을 런(Run) 시키고(S12), 엔진 시동상태에서 엔진의 회전속도(RPM)가 엔진 런 기준치보다 큰지를 확인한다.(S11) 상기 엔진의 런 기준치는 엔진이 정상적으로 동작되는 상태를 확인하기 위한 것으로, 통상 500 내지 1000 RPM 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
엔진 런이 이루어질 경우, 상기 S10 단계에서 설정한 전제조건을 확인한다.(S14) 만일, 전제조건이 만족되지 못할 경우 에러감지를 위한 동작은 진행되지 않는다(리턴됨. S15).
전제조건을 만족할 경우, 온도기준을 확인한다.(S16) 상기 온도기준 확인시에는 냉각수 및 연료온도가 기준치보다 큰지 여부를 확인하며, 또한 연료온도의 안정화 여부도 확인한다.(S16) 상기 연료온도의 안정화 여부는 연료 주입시나 기타 특수환경하에서 연료온도가 정상적인 온도 범위를 벗어날 경우가 있으므로, 이러한 경우를 제외시키기 위한 과정이다.
온도 확인과정을 통해 원하는 온도조건이 만족되면 압력 레귤레이터(8)의 모니터링용 연료압력을 설정한다.(S19)
상기 압력 레귤레이터(8)의 모니터링용 연료압력 설정시, 모니터링 최소압은 연료의 온도가 높을수록 최소압이 증가하게 되므로(압력은 연료온도의 함수관계) 연료온도가 충분히 안정화 되었는지 확인한다. 즉, 연료온도가 높은 핫(HOT) 상태에서 차량의 일정시간 주차 후에는 시동시 연료온도가 안정화되는 데는 일정시간이 소요되기 때문이다. 또한 연료 분사량이 많아 연료압의 저하가 발생되는 스토틀 전개구간도 연료계 에러감지 금지 구간으로 한다.
상기 압력 레귤레이터(8) 모니터링용 연료압력의 설정이 이루어지면(S18), 엔진부하, 즉 연료 소요량을 확인하고(S19), 엔진부하 조건이 만족하는 지의 여부를 판단한다(S20).
부하조건이 만족될 경우, 연료압력과 압력 레귤레이터(9) 압력을 모니터링하고(S22), 조건이 만족되지 못할 경우 에러카운터를 유지한다.(S21)
상기 모니터링된 연료압력과 압력 레귤레이터(8)의 모니터링 최소압력을 비교한다(S23).
연료압력이 압력 레귤레이터(8)의 모니터링 최소압보다 클 경우, 에러카운터를 감소시키고(S24), 연료압력이 압력 레귤레이터(8)의 모니터링 최소압보다 작을 경우 펌프속도를 최고속도로 하여 구동한다(S25). 그리고 에러카운터를 증가시킨다.(S26)
카운터가 최대도달치 유무를 확인하여 조건이 만족되면, 즉 에러 카운터의 값이 최대값과 일치할 경우, 연료라인계 에러를 온 시키고(S28), 일치하지 않을 경우 상기 S19 의 단계로 복귀한다.(S27'). 이때 상기 연료라인계 에러표시는 점등을 이용하여 용이하게 표시할 수 있다. 아울러, 상기 에러표시는 에러코드로 저장되게 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료라인계 에러감지방법은 연료라인계 압력제어 부품의 고장에 의하여 연료압이 압력 레귤레이터 모니터링 압력 이하로 낮아질 경우, 이를 감지하여 이 감지시간이 일정값 이상 이 될 경우, 연료계 에러를 점등시킴으로써 정상적인 엔진관리 시스템(EMS) 부위들에 대한 에러의 오감지를 방지하고, 나아가 고장부위를 정확히 파악하지 못함에 의한 과잉정비를 막을 수 있는 효과를 얻는다.

Claims (5)

  1. 엘피아이 차량의 연료라인의 압력을 일정치 이상으로 제어하는 압력 레귤레이터 내의 부품고장을 감지하기 위한 엘피아이 차량의 연료라인의 에러감지방법으로,
    상기 연료라인내의 에러감지를 위한 전제조건과 초기상태를 설정하는 단계와,
    엔진 시동 후, 상기 전제조건을 확인하여 엔진시동 상태가 상기 전제조건을 만족시키는 지 여부를 판단하는 단계와,
    차량 내 연료와 연관하는 각 부위에서의 온도기준을 확인하는 단계와,
    상기 압력 레귤레이터내 모니터링용 최소 연료압력을 설정하는 단계와,
    연료라인계의 연료압과 상기 압력 레귤레이터의 모니터링 최소 연료압력을 비교하는 단계와,
    연료라인계의 연료압이 압력 레귤레이터 모니터링 최소압보다 클 경우, 에러카운터를 그대로 유지하고, 작을 경우에는 연료펌프를 최고속도로 구동시켜 에러카운터를 증가시키는 단계와,
    에러카운터 값이 설정된 최대값과 같은 경우, 연료라인내의 에러발생 경고를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료라인계의 에러감지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료라인내의 에러감지를 위한 전제조건은 연료의 압력센서와 온도센서 및 산소센서가 이상 없고, 연료라인의 공급을 차단하는 LPG 스위치가 오프된 상태이며, 상기 초기상태 조건은 연료라인계의 에러카운터가 제로 상태로 설정되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료라인계의 에러감지 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도기준의 대상은 냉각수 온도, 연료온도인 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료라인계의 에러감지 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 온도기준 확인 단계에서, 연료온도의 안정화 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료라인계의 에러감지 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료라인내의 에러발생 경고를 발생시, 에러점등을 이용하여 표시하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료라인계의 에러감지방법.
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