KR20100128759A - 가솔린 및 ｌｐｇ 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가속 주행시 미리 설정된 분당회전수에 따라 엔진에 공급되는 연료량 및 연료공급시간을 제어하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 가솔린 및 엘피지 겸용 차량에 있어서, 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 스로틀 위치센서, 상기 스로틀 위치센서로부터의 출력신호에 기초하여 가속 여부를 판단하는 판단수단, 엔진의 분당회전수를 측정하는 분당회전수 측정부, 상기 판단수단의 판단결과, 상기 가속 구간으로 판단된 경우 상기 분당회전수 측정부로부터 측정된 분당회전수에 기초하여 상기 엔진에 공급되는 연료량과 연료공급시간을 제어하는 제어수단 및 상기 분당회전수를 미리 설정된 범위의 구간으로 설정하여 각 구간별로 상기 연료량 및 연료공급시간을 매핑하여 저장하는 저장부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 연료량 및 연료공급시간을 각 구간별로 미리 설정된 간격에 따라 매핑시키는 구성을 마련한다.
상기한 바와 같은 연료공급 제어장치를 이용하는 것에 의해, 가속 구간에서 엔진의 RPM에 따라 각 RPM 구간별로 매핑된 연료량 및 연료공급시간에 따라 연료를 공급하도록 제어하여 엔진의 쇼크 및 저크의 발생을 방지할 수 있다.
가솔린, 엘피지, 연료공급제어, 스로틀 위치센서, RPM

Description

가솔린 및 ＬＰＧ 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법{APPRATUS AND METHOD FOR CONTROLLING AUTOMOBILE USING BOTH GASOLINE AND LPG}
본 발명은 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가속 주행시 엔진에 공급되는 연료량 및 연료공급시간을 제어하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
종래의 가솔린 및 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas, 이하 '엘피지'라 함) 겸용 차량은 시동시 가솔린 연료에 의해 수행하고, 가솔린 시동 후 소정의 조건, 예를 들어 시동 후 일정 시간이 경과하고, 엔진 냉각수 온도가 일정 온도 이상이 되었을 때 연료가 가솔린에서 엘피지로 자동 전환되도록 구비된다.
이와 같은 종래의 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치는 차량 주행시 가속 구간에서 연료량을 미리 설정된 양으로 증가시켜 가속 주행하도록 제어한다.
즉, 종래의 연료공급 제어장치는 스로틀 위치센서를 이용해 스로틀 밸브의 개도량이 증가하는 것을 감지하고, 감지된 개도량이 기준값을 초과하면 가속 구간으로 판단하여 엔진의 연소실에 공급되는 연료량을 증가시킨다. 이때, 종래의 연료공급 제어장치는 미리 설정된 일정한 양의 연료를 정해진 시간 동안 공급한다.
따라서, 종래의 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치는 가속이 일어날 때에 차량 상태와 무관하게 연료량을 제어하기 때문에, 차량의 가속 구간에서 실제 공급량과 필요량 사이의 차이로 인해 엔진의 쇼크 및 저크가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가속 구간에서 차량의 상태에 따라 엔진에 공급되는 연료량과 연료공급시간을 선택적으로 제어하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 가솔린 및 엘피지 겸용 차량에 있어서, 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 스로틀 위치센서, 상기 스로틀 위치센서로부터의 출력신호에 기초하여 가속 여부를 판단하는 판단수단, 엔진의 분당회전수를 측정하는 분당회전수 측정부 및 상기 판단수단의 판단결과, 상기 가속 구간으로 판단된 경우 상기 분당회전수 측정부로부터 측정된 분당회전수에 기초하여 상기 엔진에 공급되는 연료량과 연료공급시간을 제어하는 제어수단을 포함한다.
본 발명은 상기 분당회전수를 미리 설정된 범위의 구간으로 설정하여 각 구간별로 상기 연료량 및 연료공급시간을 매핑하여 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 연료량 및 연료공급시간을 각 구간별로 미리 설정된 간격에 따라 매핑시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법에 있어서, 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 단계, 엔진의 분당회전수를 측정하는 단계, 상기 감지된 개도량과 미리 설정된 기준값을 비교하여 가속 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단단계의 판단결과, 가속 구간으로 판단된 경우 상기 측정된 분당회전수에 기초하여 상기 엔진에 공급되는 연료량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계는 상기 분당회전수를 미리 설정된 범위의 구간으로 설정하여 설정된 각 구간별로 미리 저장된 연료량의 연료가 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 연료량은 상기 각 구간의 분당회전수가 증가할수록 미리 설정된 간격만큼 증가하도록 매핑되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법에 있어서, 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 단계, 엔진의 분당회전수를 측정하는 단계, 상기 감지된 개도량과 미리 설정된 기준값을 비교하여 가속 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단단계의 판단결과, 가속 구간으로 판단된 경우 상기 측정된 분당회전수에 기초하여 상기 엔진에 공급되는 연료의 공급시간을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계는 상기 분당회전수를 미리 설정된 범위의 구간으로 설정하여 설정된 각 구간별로 미리 저장된 연료공급시간 동안 연료가 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 연료공급시간은 상기 각 구간의 분당회전수가 증가할수록 미리 설정된 간격만큼 증가하도록 매핑되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법에 있어서, 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 단계, 엔진의 분당회전수를 측정하는 단계, 상기 감지된 개도량과 미리 설정된 기준값을 비교하여 가속 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단단계의 판단결과, 가속 구간으로 판단된 경우 상기 측정된 분당회전수에 기초하여 상기 엔진에 공급되는 연료량 및 공급시간을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 제어단계는 상기 분당회전수를 미리 설정된 범위의 구간으로 설정하여 설정된 각 구간별로 미리 저장된 연료량의 연료가 미리 저장된 연료공급시간 동안 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 연료량 및 연료공급시간은 상기 각 구간의 분당회전수가 증가할수록 미리 설정된 간격만큼 증가하도록 매핑되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 엔진의 RPM 구간별로 연료량 및 연료공급시간을 매핑하여 설정하고, 가속 구간에서 측정된 엔진의 RPM에 따라 해당 연료량 및 연료공급시간에 따라 엔진의 연소실에 공급되는 연료의 공급을 제어한다. 이에 따라, 본 발명은 차량의 가속 구간에서 가속 상태에 따라 연료 공급을 제어할 수 있어 연소실에 공급되는 연료의 과부족으로 인해 발생되는 엔진의 쇼크 및 저크를 방 지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치의 구성을 보인 블록 구성도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 저장부에 저장되는 RPM 구간별 연료량 및 연료공급시간 테이블이 도시되어 있다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치는 스위치 모듈(11), 감지수단(12), 엘피지 연료계(16), 가솔린 연료계(18) 및 제어부(21)를 포함한다.
상기 스위치 모듈(11)은 엘피지 연료계(16)와 가솔린 연료계(18) 중에서 어느 하나를 사용자로부터 선택받아 해당 신호를 제어부(21)로 전달한다.
상기 감지수단(12)은 스로틀 밸브(도면 미도시)의 개도량을 검출하는 스로틀 위치센서(13)와, 엔진의 분당회전수(Revolution Per Minute, 이하 'RPM'이라 함)를 측정하는 RPM 측정부(14)를 포함한다. 상기 감지수단(12)은 상기 스로틀 위치센서 (13)및 RPM 측정부(14)의 출력신호를 제어부(21)로 전달한다.
상기 엘피지 연료계(16)와 가솔린 연료계(18)는 상기 스위치 모듈(11)을 통해 선택된 신호에 기초한 제어부(21)의 제어에 따라 엔진에 엘피지 연료 또는 가솔 린 연료를 선택적으로 공급한다.
상기 엘피지 연료계(16)에는 엘피지 연료의 공급을 차단하는 솔레노이드 밸브(17)가 포함된다. 그리고, 상기 가솔린 연료계(18)에는 상기 가솔린 연료를 공급하는 가솔린 펌프(19)와, 상기 가솔린 펌프(19)로부터 공급되는 가솔린 연료를 상기 엔진의 실린더 내부로 분사하는 인젝터(20)가 구비된다.
상기 저장부(15)는 엔진의 RPM을 미리 설정된 범위의 구간으로 설정하고, 설정된 각 구간별로 매핑된 연료량 및 연료공급시간 테이블을 저장한다. 상기 연료량및 연료공급시간 테이블에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 제어부(21)는 차량의 운전상태에 따라 엔진에 공급되는 연료량 및 연료공급시간을 제어한다. 즉, 상기 제어부(21)는 상기 스위치 모듈(11)을 통해 엘피지 연료를 공급하도록 선택된 상태에서 상기 스로틀 위치센서(13)의 출력신호로부터의 스로틀 밸브 개도량에 따라 가속 구간인가를 판단한다. 판단결과, 가속 구간인 경우, 상기 제어부(21)는 상기 RPM 측정부(14)로부터 측정된 RPM의 해당 구간에 매핑된 연료량 및 연료공급시간을 상기 저장부(15)로부터 검색한다. 그리고, 검색된 연료량 및 연료공급시간에 따라 엔진의 실린더 내부로 공급되는 연료를 제어하도록 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, 이하 'PWM'이라 함) 제어신호를 솔레노이드 밸브(17)로 출력한다. 따라서, 상기 제어부(21)는 상기 저장부(15)에 저장된 각 RPM 구간 중 현재 RPM에 대응되는 RPM 구간의 연료량 및 연료공급시간으로 연료공급을 제어함에 따라 연소실에 공급되는 연료의 과부족으로 인해 발생되는 엔진의 쇼크 및 저크를 방지한다.
다음, 도 2에 도시된 RPM 구간별 연료량 및 연료공급시간 테이블을 상세하게 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 저장부(15)는 제 1기준값(R1) 내지 제 4기준값(R4)을 이용해 5개의 RPM구간을 설정하여 저장한다. 따라서, 제 1구간은 제 1기준값(R1), 예컨대 1500RPM 이하로 설정되고, 제 2구간 내지 제 4구간은 미리 설정된 범위, 예컨대 1000RPM 씩 증가되도록 설정되며, 제 5구간은 제 4기준값(R4), 즉 4500RPM 초과로 설정된다.
그리고, 제 1 내지 제 5구간의 각 구간별 연료량은 제 1 내지 제 5연료량(F1 내지 F5)으로 설정된다. 이때, 상기 제 1연료량(F1)은 이론 공연비인 14.7:1을 만족시키도록 약 6.5%로 설정되고, 제 2 내지 제 5연료량(F2 내지 F5)은 미리 설정된 증가량, 예컨대 약 1.5%씩 증가시켜 각각 8, 9.5, 11, 12.5%로 설정될 수 있다. 따라서, 상기 제 5연료량(F5)이 엔진에 공급되는 경우, 엔진의 공연비는 약 8:1이 된다.
또한, 제 1 내지 제 5구간의 각 구간별 연료공급시간은 제 1 내지 제 5공급시간(T1 내지 T5)으로 설정된다. 이때, 상기 제 1공급시간(T1)은 아이들링 상태에서의 일반적인 분사타이밍인 약 2.6㎳로 설정되고, 제 2 내지 제 5공급시간(T2 내지 T5)은 미리 설정된 증가량, 예컨대 약 2.5㎳씩 증가시켜 각각 5.1, 7.6, 10.1, 12.6㎳로 설정될 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법을 상세하게 설명한다.
본 실시 예에서는 엘피지 연료를 이용한 엘피지 모드에서 연료공급을 제어하는 방법을 설명하기로 한다. 하지만, 본 발명은 엘피지 모드뿐만 아니라 가솔린 모드에서도 동일한 방법으로 연료공급을 제어할 수 있다.
도 3을 살펴보면, 엘피지 모드에서 제어부(21)는 솔레노이드 밸브(17)를 개방하여 엘피지 연료를 엔진의 연소실에 공급하여 연료공급 제어를 시작한다(S10). 이때, 스로틀 위치센서(13)는 액셀러레이터의 조작을 통한 가속 여부를 판단하기 위해, 스로틀 밸브의 위치를 감지하여 스로틀 밸브의 개도량에 해당하는 전압레벨의 출력신호를 제어부(21)로 전달한다(S11). 그러면, 제어부(21)는 상기 출력신호의 전압레벨과 기준 개도량의 전압레벨을 비교하여 가속 여부를 판단한다(S12). 상기 기준 개도량은 가속 여부를 판단하기 위해 미리 설정되는 스로틀 밸브의 개도량이다.
상기 단계(S12)의 판단결과, 상기 출력신호의 전압레벨이 상기 기준 개도량의 전압레벨보다 큰 경우, 제어부(21)는 RPM 측정부(14)를 통해 엔진의 RPM을 측정하도록 제어한다(S13).
이어서, 제어부(21)는 저장부(15)에 미리 저장된 각 RPM 구간별 연료량 및 연료공급시간 테이블에서 상기 측정된 RPM이 해당하는 구간에 대응되는 연료량 및 연료공급시간을 검색하고, 검색된 값에 따라 연료를 공급하도록 솔레노이드 밸브(17)를 제어한다.
상세하게 설명하면, 도 2의 제 1구간 내지 제 5구간 중에서 상기 측정된 RPM이 제 1기준값(R1) 이하인 제 1구간에 해당하는 경우(S14), 제어부(21)는 연소실에 공급되는 연료량을 제 1연료량(F1)으로 설정하고, 제 1공급시간(T1) 동안 공급하도록 솔레노이드 밸브(17)를 제어한다(S15).
그리고, 상기 측정된 RPM이 제 1기준값(R1)을 초과하고 제 2기준값(R2) 이하인 제 2구간에 해당하는 경우(S16), 제어부(21)는 연소실에 공급되는 연료량을 제 2연료량(F2)으로 설정하고, 제 2공급시간(T2) 동안 공급하도록 솔레노이드 밸브(17)를 제어한다(S17).
마찬가지로, 상기 측정된 RPM이 제 5구간에 해당하는 경우, 제어부(21)는 연소실에 공급되는 연료량을 제 5연료량(F5)으로 설정하고(S18), 제 5공급시간(T5) 동안 공급하도록 솔레노이드 밸브(17)를 제어한다(S19).
이와 같은 상기 단계(S11) 내지 단계(S19)는 미도시된 이그니션(Ignition) 키가 오프(off)될 때까지 지속적으로 반복 수행된다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여 본 발명은 가속 구간에서 엔진의 RPM에 따라 연료량과 연료공급시간을 선택적으로 제어함으로써 연소실에 공급되는 연료의 과부족으로 인한 엔진의 쇼크 및 저크의 발생을 방지한다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치의 블록 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 저장부에 저장되는 RPM 구간별 연료량 및 연료공급시간 테이블.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법을 설명하는 흐름도.
《도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명》
11: 스위치 모듈 12: 감지수단
13: 스로틀 위치센서 14: RPM 측정부
15: 저장부 16: 엘피지 연료계
17: 솔레노이드 밸브 18: 가솔린 연료계
19: 가솔린 펌프 20: 인젝터
21: 제어부

Claims (12)

  1. 가솔린 및 엘피지 겸용 차량에 있어서,
    스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 스로틀 위치센서,
    상기 스로틀 위치센서로부터의 출력신호에 기초하여 가속 여부를 판단하는 판단수단,
    엔진의 분당회전수를 측정하는 분당회전수 측정부 및
    상기 판단수단의 판단결과, 상기 가속 구간으로 판단된 경우 상기 분당회전수 측정부로부터 측정된 분당회전수에 기초하여 상기 엔진에 공급되는 연료량과 연료공급시간을 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분당회전수를 미리 설정된 범위의 구간으로 설정하여 각 구간별로 상기 연료량 및 연료공급시간을 매핑하여 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 연료량 및 연료공급시간을 각 구간별로 미리 설정된 간격에 따라 매핑시키는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어장치.
  4. 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법에 있어서,
    스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 단계,
    엔진의 분당회전수를 측정하는 단계,
    상기 감지된 개도량과 미리 설정된 기준값을 비교하여 가속 여부를 판단하는 단계 및
    상기 판단단계의 판단결과, 가속 구간으로 판단된 경우 상기 측정된 분당회전수에 기초하여 상기 엔진에 공급되는 연료량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제어단계는
    상기 분당회전수를 미리 설정된 범위의 구간으로 설정하여 설정된 각 구간별로 미리 저장된 연료량의 연료가 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 연료량은
    상기 각 구간의 분당회전수가 증가할수록 미리 설정된 간격만큼 증가하도록 매핑되는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어방법.
  7. 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법에 있어서,
    스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 단계,
    엔진의 분당회전수를 측정하는 단계,
    상기 감지된 개도량과 미리 설정된 기준값을 비교하여 가속 여부를 판단하는 단계 및
    상기 판단단계의 판단결과, 가속 구간으로 판단된 경우 상기 측정된 분당회전수에 기초하여 상기 엔진에 공급되는 연료의 공급시간을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제어단계는
    상기 분당회전수를 미리 설정된 범위의 구간으로 설정하여 설정된 각 구간별로 미리 저장된 연료공급시간 동안 연료가 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 연료공급시간은
    상기 각 구간의 분당회전수가 증가할수록 미리 설정된 간격만큼 증가하도록 매핑되는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어방법.
  10. 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법에 있어서,
    스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 단계,
    엔진의 분당회전수를 측정하는 단계,
    상기 감지된 개도량과 미리 설정된 기준값을 비교하여 가속 여부를 판단하는 단계 및
    상기 판단단계의 판단결과, 가속 구간으로 판단된 경우 상기 측정된 분당회전수에 기초하여 상기 엔진에 공급되는 연료량 및 공급시간을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제어단계는
    상기 분당회전수를 미리 설정된 범위의 구간으로 설정하여 설정된 각 구간별로 미리 저장된 연료량의 연료가 미리 저장된 연료공급시간 동안 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 연료량 및 연료공급시간은
    상기 각 구간의 분당회전수가 증가할수록 미리 설정된 간격만큼 증가하도록 매핑되는 것을 특징으로 하는 연료공급 제어방법.
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