KR20110046603A - 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법 - Google Patents

바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법은, 제 1 연료를 통해 엔진 크랭킹한 후 제 2 연료로 전환하는 경우, 서지탱크로부터 제 2 연료가 압력조절되어 연료레일로 공급되는 연료공급 단계, 서지탱크와 연료레일 간의 상대압을 측정하는 압력측정 단계 및 상대압이 기 설정된 기준압보다 큰 경우, 상대압과 기준압 간의 차이값에 상응하는 보상값에 따라 인젝터를 열림 제어하여 연료 분사하기 위한 인젝터 제어 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 엔진 시동을 오프한 후 재 시동하는 경우, 제 1 연료로 엔진 크랭킹한 다음 재차 제 2 연료로 전환할 때에 연료레일과 흡기 매니폴더 간에 걸리는 상대압이 커지는 경우에도 인젝터의 열림 제어를 보장할 수 있다.
인젝터, 가스 인젝터

Description

바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING INJECTOR OF BIFUEL VEHICLES}
본 발명은 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 시동을 오프한 후 재 시동하는 경우, 제 1 연료인 가솔린으로 엔진 크랭킹한 다음 재차 제 2 연료인 가스로 전환할 때에 가스레일과 흡기 매니폴더 간에 걸리는 상대압이 커지는 경우에도 가스 인젝터의 열림 제어를 보장하기 위한 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 연료제어장치는 모든 운전조건 하에서 엔진에 필요한 혼합기를 가장 연소하기 쉬운 상태로 공급하는 장치이므로, 엔진의 성능, 특히 출력이나 경제성을 크게 좌우하는 중요한 부분이다.
전술한 바와 같이 종래의 차량의 연료제어장치는 연료탱크, 연료펌프, 연료필터, 연료분배레일 어셈블리, 연료 인젝터, 엔진, 각종 센서, 연료압력조절기 및 전자제어유닛을 구비한다.
연료탱크는 연료를 저장하고, 연료펌프는 연료탱크에서 연료를 빨아들여 기화기 또는 연료분사장치로 압송한다. 연료필터는 연료내에 포함된 불순물을 제거한다. 연료분배레일어셈블리는 흡기 매니폴드에 장착되며 연료인젝터를 지지해 주고, 연료인젝터로 연료를 균등하게 분배,공급해 준다.
연료인젝터는 전자제어유닛으로부터 인가되는 제어신호에 따라 각 기통의 흡기 매니폴드에 연료를 분사한다. 엔진은 연료인젝터로 부터 연료를 공급받아 가동하여 자동차를 구동시킨다. 각종센서는 흡입공기량, 부하, 배기가스 중의 산소량, 수온, 흡기온도 및 가감속 등의 상태를 검출하여 전기신호로 변환하여 전자제어유닛으로 출력한다. 연료압력조절기는 연료인젝터로 보내는 연료의 압력을 흡기 매니폴드내의 압력보다 항상 높은 압력, 즉, 약 2.25kgf/cm2로 유지하는 것으로 남은 연료는 리턴파이프를 통해 연료탱크로 되돌려 보낸다. 전자제어유닛은 각종센서로 부터 인가되는 다수의 검출신호에 의거하여 운전상태에 적합한 분사시간을 계산한 후, 이에 따른 제어신호를 연료인젝터로 인가하여 연료인젝터를 작동시킨다.
더 나아가, 두가지 연료를 통해 엔진 구동하는 바이퓨얼 차량인 경우, 가스압력조절기가 상대압 2[bar]로 조절해주는 시스템이 있는 것으로 가정할 때, 엔진 시동 오프시 서지탱크의 압력은 대기압 1[bar]가 되고, 이때 가스압력조절기와 가스 인젝터 간의 압력이 3[bar]가 된다.
그리고, 이후의 엔진 시동을 가솔린을 하고난 다음 가스로 전환시, 가스압력조절기와 가스 인젝터 간의 압력이 3[bar]인데 서지탱크의 압력은 0.3~0.8[bar]인 상태가 된다. 결국 상대압은 2[bar]보다 큰 압력이 걸리게 된다.
이에 따라, 가스 인젝터는 높은 상대압으로 인해 안전하게 열림 동작하는 데에 지장을 초래하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 엔진 시동을 오프한 후 재 시동하는 경우, 제 1 연료인 가솔린으로 엔진 크랭킹한 다음 재차 제 2 연료인 가스로 전환할 때에 가스레일과 흡기 매니폴더 간에 걸리는 상대압이 커지는 경우에도 가스 인젝터의 열림 제어를 보장하기 위한 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법은, 제 1 연료를 통해 엔진 크랭킹한 후 제 2 연료로 전환하는 경우, 서지탱크로부터 상기 제 2 연료가 압력조절되어 연료레일로 공급되는 연료공급 단계, 상기 서지탱크와 상기 연료레일 간의 상대압을 측정하는 압력측정 단계 및 상기 상대압이 기 설정된 기준압보다 큰 경우, 상기 상대압과 상기 기준압 간의 차이값에 상응하는 보상값에 따라 상기 인젝터를 열림 제어하여 연료 분사하기 위한 인젝터 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 인젝터 제어 단계는 상기 인젝터가 열림 제어로 동작하는 동작시간 중 초기 동작모드인 피크 동작시간에 상기 보상값을 곱하여 연료량을 추가하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에서는 엔진 시동을 오프한 후 재 시동하는 경우, 제 1 연료인 가솔린으로 엔진 크랭킹한 다음 재차 제 2 연료인 가스로 전환할 때에 가스레일과 흡기 매니폴더 간에 걸리는 상대압이 커지는 경우에도 가스 인젝터의 열림 제어를 보장할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 시스템의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 시스템의 구성도이다. 도 1에 단지 예로써 나타낸 바와 같이, 이하에서는 제 1 연료를 가솔린으로 하고, 제 2 연료를 가스인 것으로 하여 상술하고자 한다.
바이퓨얼 차량에서의 가스 인젝터 제어 시스템은, 가솔린을 저장하기 위한 가솔린 탱크(100), 가솔린을 흡기 매니폴더에 연료 분사하기 위한 가솔린 인젝터(200), 가스를 저장하기 위한 서지탱크(300), 서지탱크(300)로부터 방출되는 가스의 압력을 기 설정된 압력으로 연료레일(즉, 가스레일을 일컫음, 이하에서는 '가 스레일'로 통일 기재함)에 제공하기 위한 가스압력조절기(400), 가스레일로부터 공급되는 가스를 흡기 매니폴터에 연료분사하기 위한 가스 인젝터(500), 가솔린을 통해 엔진(700) 크랭킹한 후 가스로 전환하는 경우, 서지탱크(300)로부터 가스가 방출되도록 제어한 후 서지탱크(300)와 가스레일 간의 상대압을 측정하고, 측정한 상대압이 기 설정된 기준압(예컨대, 2[bar])보다 크면 측정한 상대압과 기준압 간의 차이값에 상응하는 보상값을 산출하고, 산출한 보상값에 따라 가스 인젝터(500)를 열림 제어하기 위한 전자제어유닛(600)을 포함한다.
여기서, 전자제어유닛(600)은 각종센서로 부터 인가되는 흡입공기량, 부하, 배기가스 중의 산소량, 수온, 흡기온도 및 가감속과 같은 검출신호로 부터 엔진(700)의 상태를 검출하여, 운전상태에 적합한 분사시간을 계산하여 가스 인젝터(500)측으로 제어신호를 인가하고, 가스 인젝터(500)는 전자제어유닛(600)으로 부터 인가되는 제어신호에 따라, 가스압력조절기(400)에 의해 기 설정된 압력(예컨대, 2[bar])으로 서지탱크(300)로부터 공급되는 가스를 엔진(700)의 실린더로 분사함으로써, 엔진(700)은 최적의 상태로 작동하여 차량을 구동시키게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 가스 인젝터(500)의 열림 동작을 제어하기 위한 보상값을 설명하기 위한 표이다. 도 2에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 가스 인젝터(500)는 피크 앤드 홀드 타입의 제어 방식을 채택하고 있으며, 이는 가스 인젝터(500)가 열림 제어로 동작하는 동작시간 중 초기 동작모드인 피크 동작시간에 가스 인젝터(500)가 빨리 열릴 수 있도록 제어하는 것이고, 이때 가스 인젝터(500)는 열리는데 필요한 에너지를 공급받아 열림 동작하게 된다.
아울러, 홀드 듀티는 가스 인젝터(500)가 총 동작시간 중 열림을 유지할 수 있도록 하기 위한 최소한의 듀티 퍼센트로 제어하기 위함이다.
피크 동작시간의 (A) 부분은 초기 가스 인젝터(500)를 열림 동작시키는 데에 소요되는 에너지를 의미한다. 이 때의 (A) 부분의 에너지는 서지탱크(300)와 가스레일 간이 상대압이 예를 들어 2[bar]인 경우에 상응하여 정하여진다.
하지만, 엔진(700) 시동 오프 후, 재 시동을 가솔린으로 하고 엔진(700) 크랭킹 중 가스로 전환할 경우, 서지탱크(300)와 가스레일 간에 상대압이 2[bar]보다 크게 됨에 따라, 가스 인젝터(500)가 열림 동작하는 데에 장애를 초래할 수 있다.
이를 보상하기 위해, 측정한 상대압과 기준압(2[bar]) 간의 차이값을 산출하고, 산출한 차이값에 상응하는 보상값에 따라 가스 인젝터(500)를 열림 제어한다.
이는, 초기 동작모드인 피크 동작시간에 상기 가스 인젝터(500)의 열림 제어에 사용되는 총 동작시간 중 피크 동작시간에 상기 보상값을 곱하여 가스 인젝터(500)가 피크 동작하는 시간을 확장함으로써, 분사되는 연료량을 늘리는 것을 의미한다.
이와 같이, 상대압이 2.2[bar], 2.4[bar], 2.6[bar] 등과 같이 기준압(2[bar])보다 큰 경우, 2.2[bar]에 상응하여 보상값을 1.1로 설정하고, 2.4[bar]에 상응하여 보상값을 1.15로 설정하는 등을 통해 가스 인젝터(500)의 연료 분사량을 늘리게 된다.
도 3은 도 1에 도시된 바이퓨얼 차량에서의 가스 인젝터(500) 제어 시스템의 동작과정을 나타내는 순서도이다. 도 3에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 바이퓨얼 차량에서의 가스 인젝터(500) 제어 방법은 엔진(700) 시동 오프된 후 가솔린을 통해 엔진(700) 재시동하는 경우(S1 내지 S5), 서지탱크(300)로부터 가스레일로 가스가 공급되면 서지탱크(300)와 가스레일 간의 상대압을 측정하게 된다(S7 및 S9).
측정한 상대압이 기 설정된 기준압보다 큰 경우(S11), 상대압과 기준압 간의 차이값에 상응하는 보상값을 산출한다(S13).
이후로, 산출한 보상값을 가스 인젝터(500)의 피크 동작시간에 곱함에 따라, 가스 인젝터(500)의 피크 동작시간을 확충하고(S15), 이에 가스 인젝터(500)는 피크 동작시간에 보다 많은 추가 연료량을 분사하게 된다(S17 및 S19).
엔진(700) 시동이 오프되면 상기 과정들이 종료된다(S21).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명은 엔진 시동을 오프한 후 재 시동하는 경우, 제 1 연료인 가솔린으로 엔진 크랭킹한 다음 재차 제 2 연료인 가스로 전환할 때에 가스레일과 흡기 매니폴더 간에 걸리는 상대압이 커지는 경우에도 가스 인젝터의 열림 제어를 보 장하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 바이퓨얼 차량에서의 가스 인젝터 제어 시스템의 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 가스 인젝터의 열림 동작을 제어하기 위한 보상값을 설명하기 위한 표, 및
도 3은 도 1에 도시된 바이퓨얼 차량에서의 가스 인젝터 제어 시스템의 동작과정을 나타내는 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 가솔린 탱크 200 : 가솔린 인젝터
300 : 서지 탱크 400 : 가스압력조절기
500 : 가스 인젝터 600 : 전자제어유닛
700 : 엔진

Claims (2)

  1. 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법에 있어서,
    제 1 연료를 통해 엔진 크랭킹한 후 제 2 연료로 전환하는 경우, 서지탱크로부터 상기 제 2 연료가 압력조절되어 연료레일로 공급되는 연료공급 단계;
    상기 서지탱크와 상기 연료레일 간의 상대압을 측정하는 압력측정 단계; 및
    상기 상대압이 기 설정된 기준압보다 큰 경우, 상기 상대압과 상기 기준압 간의 차이값에 상응하는 보상값에 따라 상기 인젝터를 열림 제어하여 연료 분사하기 위한 인젝터 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인젝터 제어 단계는
    상기 인젝터가 열림 제어로 동작하는 동작시간 중 초기 동작모드인 피크 동작시간에 상기 보상값을 곱하여 연료량을 추가하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량에서의 인젝터 제어 방법.
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