KR20120090212A - Apparatus and method for controlling fuel feed of automobile using both gasoline and lpg - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가솔린 및 액화석유가스(Liuefied Petroleum Gas, 이하 '엘피지'라 함) 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 고압펌프를 이용하여 가솔린 및 LPG 연료를 고압으로 가압하여 엔진에 직접 분사함으로써 차량의 동력 성능을 향상시키고 연비를 절감하며 탄소발생량을 저감하는 효과를 구현하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel supply control device and a control method of a vehicle combined with gasoline and liquefied petroleum gas (hereinafter referred to as 'Elphi'), and more specifically, by using a single high-pressure pump to control gasoline and LPG fuel. The present invention relates to a fuel supply control device and a control method for a gasoline and LPG combined vehicle that pressurizes the engine at high pressure and directly sprays the engine to improve the power performance of the vehicle, reduce fuel consumption, and reduce the amount of carbon generated.
일반적으로, 차량에 사용되는 연료 중 엘피지 연료는 옥탄가가 높고 내열성이 우수하다는 특징과 연료비가 저렴하다는 장점이 있기 때문에 일부의 승용차와 승합차 등에 사용되고 있으며 대형차에도 적용시킬 예정에 있다.In general, among the fuels used in the vehicle, the LLP fuel is used in some passenger cars and vans because it has the advantage of high octane number, excellent heat resistance, and low fuel cost, and is expected to be applied to large vehicles.
상기 차량의 엔진에 공급되는 엘피지 연료는 액상이며 기화되면 공기와의 혼합성이 좋아 가연성이 놓기 때문에 가솔린과 경유에 비해 노킹이 잘 일어나지 않게 되며 베이퍼록(Vapor-Lock)이나 퍼컬레이션(Percolation)과 같은 현상의 발생을 방지할 수 있어 가솔린이나 디젤 연료의 대체 연료로서 그 적용 범위가 점차로 증가하는 추세이다.The LPG fuel supplied to the engine of the vehicle is liquid and vaporizes because it has a good mixing property with air so that flammability is less likely to occur compared to gasoline and diesel, and knock-off or vaporization (Vapor-Lock) or percolation (Percolation) and the like. Since the same phenomenon can be prevented, its application range is gradually increasing as an alternative fuel of gasoline or diesel fuel.
따라서 가솔린 및 엘피지 겸용 차량은 가솔린 연료 탱크, 기화기(Vaporizer)와 믹서(Mixer), 엘피지 연료 탱크(Bomb), 엘피지 연료의 공급을 제어하는 솔레노이드 밸브 및 솔레노이드 밸브를 제어하는 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit)를 필수적으로 구비한다.Therefore, gasoline and elpgi combined vehicles have an electronic control unit that controls gasoline fuel tanks, vaporizers and mixers, elbow fuel tanks, solenoid valves and solenoid valves that control the supply of Elpig fuel. ) Is essentially provided.
한편, 최근에는 엔진의 출력을 향상시키고 오염물질의 배출을 저감하기 위해 엔진에 공기만을 흡입하여 압축한 후 가솔린 연료를 분사하는 직접분사식 가솔린 엔진 및 엔진 내부에 액체 상태의 LPG 연료를 직접 분사하는 액화석유분사(Liquefied Petroleum Injection, 이하 '엘피아이'라 함) 방식의 엘피아이 엔진이 개발되고 있다. Recently, in order to improve the engine output and reduce the emission of pollutants, the direct injection gasoline engine that injects and compresses only air into the engine and injects gasoline fuel and the liquefaction that directly injects liquid LPG fuel into the engine. Elpiai engines have been developed using the Liquefied Petroleum Injection (hereinafter referred to as Elpiai) engine.
따라서 점차 강화되는 환경보호와 연비저감이라는 2가지 목적을 동시에 달성하기 위해서 직접분사 방식을 적용한 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치의 개발이 진행되고 있다.Therefore, in order to simultaneously achieve two objectives of increasing environmental protection and fuel economy, the development of fuel supply control apparatus for a gasoline and LPG combined vehicle using a direct injection method is in progress.
이러한 직접분사 방식을 적용한 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 기술의 일 예가 대한민국 특허 등록번호 제10-0770802호(2007년 10월 22일 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함)에 개시되어 있다.An example of a technology for controlling fuel supply of a gasoline and LPG combined vehicle using the direct injection method is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0770802 (registered on October 22, 2007, hereinafter referred to as 'Patent Document 1'). have.
도 1은 특허문헌 1에 따른 엘피아이 방식 엘피지 공급장치 및 그를 이용한 엘피지 가솔린 겸용 차량의 구성도이다.1 is a block diagram of an Elpia-type Elpig supply device according to Patent Literature 1 and the combined Elpig gasoline vehicle using the same.
도 1에 도시된 바와 같이, 특허문헌 1에 따른 엘피지 가솔린 겸용 차량은 엔진에 가솔린 연료를 공급하는 가솔린 공급계통(1)과 엘피지 연료를 공급하는 엘피지 공급계통(2)을 동시에 구비한다.As shown in FIG. 1, the LLP gasoline combined vehicle according to Patent Literature 1 is provided with a gasoline supply system 1 for supplying gasoline fuel to an engine and an
가솔린 공급계통(1)은 가솔린 탱크, 가솔린 펌프, 필터, 배압조절기 및 흡기매니폴드의 흡기관에 장착된 가솔린 인젝터(3)를 구비한다.The gasoline supply system 1 includes a
엘피지 공급계통(2)은 엘피지 연료가 저장되는 엘피지 탱크(4), 엘피지 연료를 강제 압송하는 엘피지 펌프(5) 및 엘피아이 방식 연료공급장치(6)를 포함한다. The LLP
엘피아이 방식 연료공급장치(6)는 엘피지 펌프(5)에 연결된 공급관(S) 및 공급관(S)을 통해서 액체 상태의 엘피지 연료가 공급되며 엘피지 인젝터(6a)가 내장된 하우징(6b), 하우징(6b)으로부터 인출되어 흡기매니폴드의 흡기관(7)에 관통 삽입되는 튜브(6c), 하우징(6b)과 엘피지 탱크(4)를 연결하는 회수관(R)을 포함한다. The ELPI type
이와 같은 구성을 갖는 엘피아이 방식 연료공급장치(6)는 공급관(R)을 통해 하우징(6b)으로 압송된 액체 상태의 엘피지 연료를 엘피지 인젝터(6a)로부터 튜브(6c)를 통해 액체 상태 그대로 흡기관(7)으로 이동시켜 연소실(8)의 흡기밸브 선단에 분사한다. The ELPI type
이때, 하우징(6b)에 잔류된 잉여의 엘피지 연료는 회수관(R)을 통해 엘피지탱크(4)로 회수된다. At this time, the surplus of the LLP fuel remaining in the
이에 따라, 특허문헌 1에 따른 엘피지 가솔린 겸용 차량의 엘피아이 방식 연료공급장치는 가솔린 차량에 기 장착된 가솔린 인젝터(3)와는 별개로 가솔린 인젝터(3)의 가솔린 분사지점과 동일한 위치에 액체 상태의 엘피지 연료를 안정적으로 이송 및 분사한다. Accordingly, the ELPI type fuel supply device of the LPG gasoline combined vehicle according to Patent Literature 1 is in a liquid state at the same position as the gasoline injection point of the
즉, 특허문헌 1에 따른 엘피아이 방식 연료공급장치를 포함한 엘피지 가솔린 겸용 차량과 같이 종래기술에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량은 가솔린 인젝터(3)와 엘피지 인젝터(6a) 및 엘피지 인젝터(6a)가 내장된 연료공급장치(6)를 각각 구비하고 각각의 인젝터(3,6a)에 연료를 공급하기 위한 가솔린 공급계통(1)과 엘피지 공급계통(2)을 동시에 구비한다.That is, a gasoline and an LPG combined vehicle according to the prior art, such as an LPG gas combined vehicle including an LPIA fuel supply device according to Patent Literature 1, have a
이에 따라, 종래기술에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량은 연료공급장치의 구성이 복잡해지고 제작비용이 증가하는 문제점이 있었다.Accordingly, the combined gasoline and LPG vehicle according to the prior art has a problem that the configuration of the fuel supply device is complicated and the manufacturing cost increases.
만약, 하나의 인젝터를 혼용해서 가솔린 연료와 엘피지 연료를 분사하는 경우, 인젝터에서 연료특성이 서로 다른 각 연료가 혼합되는 것을 방지하고, 연료분사 후 하우징에 잔류된 각 연료를 회수하는 과정에서 타 연료탱크로 회수되는 오류를 방지하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.If a single injector is used to inject gasoline fuel and LLP fuel, the injector prevents mixing of fuels having different fuel characteristics, and recovers each fuel remaining in the housing after fuel injection. There is a need to develop a technology for preventing the error to be returned to the tank.
그리고 엘피지 모드로 차량 주행 후 엔진을 정지하면, 엔진의 남은 열에 의해 고압펌프에 남아 있던 액체상태의 엘피지 연료가 기화하여 기포가 발생함에 따라 공기층이 형성된다. When the engine is stopped after the vehicle is driven in the Elphi mode, the liquid phase of the liquid Elpig fuel remaining in the high pressure pump is vaporized by the remaining heat of the engine, thereby forming an air layer as bubbles are generated.
이와 같이 형성된 공기층으로부터 기포가 포함된 엘피지 연료가 엘피지 회수라인을 통해 압력 레귤레이터로 전달되면, 압력 레귤레이터에서 연료를 미리 설정된 가압압력으로 가압하는데 걸리는 시간이 길어지는 문제점이 있었다.When the LLP fuel including bubbles from the air layer formed as described above is transferred to the pressure regulator through the LLP recovery line, there is a problem in that the time taken to pressurize the fuel to a preset pressure is increased.
또한 기포가 포함된 엘피지 연료가 봄베로 회수됨에 따라 봄베 내부의 열평형이 깨지면서 캐비테이션이 발생하는 문제점 있었다.In addition, there is a problem that cavitation occurs as the thermal equilibrium inside the bomb is broken as the Elpji fuel containing the bubble is recovered to the bomb.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 엔진 내부에 연료를 직접분사하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems as described above, an object of the present invention is to provide a fuel supply control device and a control method for a gasoline and Elpgi combined vehicle directly injecting fuel into the engine of the gasoline and Elpgi combined vehicle. .
본 발명의 다른 목적은 하나의 인젝터를 혼용하여 가솔린 연료 및 엘피지 연료를 엔진 내부에 직접분사하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a fuel supply control apparatus and control method for a gasoline and elpgi combined vehicle that directly injects gasoline fuel and elpig fuel into an engine by mixing one injector.
본 발명의 또 다른 목적은 고압펌프로 공급된 가솔린 연료와 엘피지 연료의 혼합을 방지하고, 잉여된 엘피지 연료를 엘피지 연료 탱크로 회수시키는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a fuel supply control apparatus and control method for a combined gasoline and elpgi vehicle, which prevents mixing of gasoline fuel supplied with a high pressure pump and elpji fuel, and recovers the surplus of the lpage fuel into the lpgi fuel tank. will be.
본 발명의 또 다른 목적은 엘피지 모드 주행 후 엔진 정지시 고압펌프의 저압부에서 발생하는 기포가 포함된 연료를 재시동시 우선적으로 바이패스시켜 초기 시동성을 향상시키는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is a fuel supply control device for a gasoline and LPG combined vehicle that improves initial start-up by preferentially bypassing fuel containing bubbles generated in the low pressure portion of the high-pressure pump when the engine is stopped after driving the LPI mode. And to provide a control method.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 가솔린 공급부, 엘피지 공급부, 가솔린 공급부로부터 공급되는 가솔린 연료 또는 엘피지 공급부로부터 공급되는 엘피지 연료를 미리 설정된 압력으로 가압하는 고압펌프를 구비한 가솔린 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치에 있어서, 상기 엘피지 공급부는 봄베에 저장된 엘피지 연료를 상기 고압펌프로 공급하는 엘피지 공급라인, 상기 고압펌프에 공급된 엘피지 연료 중에서 일부를 상기 봄베로 회수하는 엘피지 회수라인, 상기 엘피지 회수라인 상에 설치되고 상기 고압펌프의 저압부로부터 상기 봄베로 회수되는 엘피지 연료의 압력을 감압하는 압력 레귤레이터 및 상기 엘피지 회수라인에서 분기되고 상기 엔진 재시동시 엔진의 열에 의해 상기 고압펌프의 저압부에 충진된 기포를 포함한 연료를 상기 봄베로 바이패스시키도록 상기 봄베에 연결되는 바이패스 라인 및 상기 바이패스 라인 상에 설치되어 상기 엔진의 재시동시 상기 고압펌프에 충진된 기포를 포함한 엘피지 연료를 상기 봄베로 바이패스시키도록 개폐 동작하는 제 1셧업밸브를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the object as described above, the present invention provides a high-pressure pump for pressurizing the gasoline fuel supplied from the gasoline supply unit, the LPG supply unit, gasoline supply unit or the LPG fuel supplied from the LPG supply unit to a predetermined pressure. In the fuel supply control device for a gasoline LPG combined vehicle provided, the LLP supply unit for recovering a part of the LLP fuel supplied to the high pressure pump, the LLP supply line for supplying the LLP fuel stored in the cylinder to the cylinder An elbow pump recovery line, a pressure regulator installed on the pump, and a pressure regulator for reducing the pressure of the LP pump fuel recovered from the low pressure part of the high pressure pump to the cylinder, and branched from the engine pump and restarted by the engine heat when the engine restarts. Low pressure part of high pressure pump Elbow oil fuel containing bubbles filled in the high-pressure pump is installed on the bypass line and the bypass line connected to the cylinder to bypass the fuel including the bubble filled in the cylinder to the cylinder And a first shutdown valve which opens and closes to bypass the furnace.
상기 엘피지 공급부는 상기 엘피지 공급라인 상에 설치되어 엘피지 연료를 선택적으로 차단하는 제 2셧업밸브 및 상기 고압펌프로부터 상기 엘피지 회수라인을 통해 회수되는 엘피지 연료를 선택적으로 차단하는 제 3셧업밸브를 더 포함하고, 상기 가솔린 공급부는 상기 가솔린 공급라인 상에 설치되어 가솔린 연료를 선택적으로 차단하는 제 4셧업밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.The LLP supply unit further includes a second shutdown valve installed on the LLP supply line to selectively block the LLP fuel and a third shutdown valve that selectively blocks the LLP fuel recovered through the LLP recovery line from the high pressure pump. The gasoline supply unit may include a fourth shutdown valve installed on the gasoline supply line to selectively block gasoline fuel.
본 발명은 가솔린 연료를 공급하여 엔진을 구동하는 가솔린 모드와 엘피지 연료를 공급하여 엔진을 구동하는 엘피지 모드를 선택하는 모드 스위치, 상기 모드 스위치의 설정 상태에 기초하여 상기 제 1 내지 제 4셧업밸브의 개폐를 제어하는 제어신호를 발생하는 전자 제어 유닛과 상기 제어신호에 기초하여 상기 제 1 내지 제 4셧업밸브의 개폐 동작을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 전자 제어 유닛은 상기 가솔린 모드에서 상기 엘피지 모드로 전환하도록 상기 모드 스위치가 조작되면, 상기 제 2셧업밸브를 차단하고 미리 설정된 지연시간이 경과하면 상기 제 3 및 제 4셧업밸브를 개방하도록 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a mode switch for selecting a gasoline mode for driving an engine by supplying a gasoline fuel and an Elpji mode for driving an engine by supplying an lpgi fuel, and the first to fourth shutdown valves based on a setting state of the mode switch. An electronic control unit for generating a control signal for controlling the opening and closing and a controller for controlling the opening and closing operations of the first to fourth shut-up valves based on the control signal, wherein the electronic control unit is the LPG in the gasoline mode When the mode switch is operated to switch to a mode, a control signal is generated to shut off the second shutdown valve and to open the third and fourth shutdown valves when a predetermined delay time elapses.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 가솔린 연료와 엘피지 연료를 엔진의 연소실에 직접분사하도록 공급하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법에 있어서, (a) 상기 엘피지 연료를 공급하는 엘피지 모드로 주행한 후 엔진을 정지하는 단계, (b) 상기 엘피지 모드로 설정된 상태에서 엔진을 재시동하는 단계, (c) 상기 엘피지 연료를 고압으로 가압하는 고압펌프와 봄베 사이에 마련된 바이패스 라인을 통해 상기 고압펌프 내부에 충진된 기포를 포함한 엘피지 연료의 바이패스를 수행하는 단계 및 (d) 상기 (c)단계에서 상기 바이패스 라인을 통해 바이패스를 수행한 후 일 정 시간이 경과하면 상기 바이패스 라인을 개폐하는 제 1셧업밸브를 폐쇄 동작시켜 상기 바이패스 라인을 차단하는 단계를 포함한다.According to another feature of the present invention, the present invention is a fuel supply control method for a gasoline and Elpgi combined vehicle for supplying the gasoline fuel and the Elpgi fuel directly to the combustion chamber of the engine, (a) the Elpji mode for supplying the Elpgi fuel Stopping the engine after driving to the engine; (b) restarting the engine in a state of being set in the Elphi mode; and (c) through a bypass line provided between a high pressure pump and a cylinder for pressurizing the Elpji fuel to a high pressure. Performing bypass of the LLP fuel including bubbles filled in the high-pressure pump; and (d) the bypass line after a predetermined time has elapsed after performing the bypass through the bypass line in step (c). And closing the bypass line by closing the first shutdown valve to close and close the bypass line.
본 발명은 (e) 상기 엘피지 모드를 수행하는 도중에 상기 가솔린 모드로 전환되는 경우, 상기 고압펌프에 가솔린 연료를 공급하는 가솔린 공급라인을 차단한 후 미리 설정된 지연시간이 경과하면 상기 고압펌프에 엘피지 연료를 공급하는 엘피지 공급라인을 개방하는 단계 및 (f) 상기 고압펌프에 공급된 엘피지 연료 중에서 일부를 상기 봄베로 회수하는 엘피지 회수라인을 개방하는 단계를 더 포함하고, 상기 엘피지 공급라인과 상기 엘피지 회수라인은 동시에 개폐되는 것을 특징으로 한다.The present invention (e) when the gas is switched to the gasoline mode during the Elpji mode, after the predetermined delay time elapses after the gasoline supply line for supplying the gasoline fuel to the high-pressure pump to the high-pressure pump to the Elpji fuel The step of opening the LLP supply line for supplying (F) and the step of opening the LLP recovery line for recovering a part of the LLP fuel supplied to the high-pressure pump to the bomb, wherein the LLP supply line and the LLP recovery The line is characterized in that the opening and closing at the same time.
상술한 바와 같이, 본 발명은 본 발명은 고압펌프에 가솔린 연료와 엘피지 연료를 선택적으로 공급하고, 하나의 인젝터를 혼용해서 고압으로 가압된 연료를 엔진 내부에 직접분사할 수 있다.As described above, in the present invention, the present invention can selectively supply gasoline fuel and LLP fuel to a high pressure pump, and use a single injector to directly inject the fuel pressurized at high pressure into the engine.
이에 따라, 본 발명은 고압의 액체 상태인 가솔린 연료 또는 엘피지 연료의 분사량을 정밀하게 제어하여 차량의 동력성능 및 연비를 향상시키며, 탄소 발생량을 저감할 수 있다.Accordingly, the present invention can precisely control the injection amount of the gasoline fuel or the LPG fuel in the high-pressure liquid state to improve the power performance and fuel economy of the vehicle, and reduce the carbon generation amount.
그리고 본 발명은 고압펌프의 저압부에서 연료를 봄베로 곧바로 회수함으로써 봄베 내의 액상 연료의 수위를 적정하게 유지할 수 있고, 봄베 내부의 빈 공간이 급격하게 증가하는 것을 방지함으로써 캐비테이션을 억제할 수 있다.In addition, the present invention can properly maintain the level of the liquid fuel in the cylinder by directly recovering fuel from the low pressure portion of the high pressure pump, and can suppress cavitation by preventing the empty space inside the cylinder from increasing rapidly.
특히, 본 발명은 고압펌프를 통해 딜리버리 파이프로 공급하기 이전에 저압상태의 엘피지 연료를 회수함에 따라 연료의 온도를 저온 상태로 유지할 수 있어 봄베 내부의 온도를 일정하게 유지함으로써, 봄베 내부의 열평형 상태를 유지한다.In particular, the present invention can maintain the temperature of the fuel in a low temperature state by recovering the low-pressure Elpig fuel before supplying to the delivery pipe through a high pressure pump, thereby maintaining a constant temperature inside the cylinder, thermal equilibrium inside the cylinder Maintain state.
이에 따라, 본 발명은 연료의 가압 송출과정을 원활하게 수행하여 엘피지 공급부의 성능을 최상으로 향상시킬 수 있다.Accordingly, the present invention can perform the pressurized delivery process of the fuel smoothly to improve the performance of the LLP supply unit to the best.
또 본 발명은 가솔린 모드에서 엘피지 모드로 전환하는 경우, 가솔린 연료를 개폐하는 제 2셧업밸브를 차단한 후 미리 설정된 지연시간이 경과하면 엘피지 연료를 공급하는 제 3셧업밸브와 엘피지 연료를 회수하는 제 4셧업밸브를 개방한다.In addition, the present invention, when switching from the gasoline mode to the Elpji mode, the second shut-off valve for opening and closing the gasoline fuel, after the predetermined delay time elapses, the third shutdown valve for supplying the Elpji fuel and the third recovery of the Elpji
이에 따라, 본 발명은 고압펌프에서 가솔린 연료와 엘피지 연료가 섞이는 것을 방지하고, 엔진의 연소실에 분사되는 연료의 분사량을 정밀하게 제어하여 엔진의 성능을 향상시키는 효과가 있다. Accordingly, the present invention has the effect of preventing the mixing of gasoline fuel and the LPG fuel in the high pressure pump, and precisely controlling the injection amount of the fuel injected into the combustion chamber of the engine to improve the performance of the engine.
또한 본 발명은 엘피지 모드에서 재시동시 바이패스 라인에 설치된 제 1셧업밸브를 개방시켜 엔진의 열에 의해 고압펌프의 저압부에 충진된 기포를 포함한 연료를 우선적으로 봄베로 바이패스시킴으로써 압력 레귤레이터에서 봄베로 회수되는 엘피지 연료의 압력을 미리 설정된 압력으로 생성하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있다. In addition, the present invention is to open the first shut-up valve installed in the bypass line when restarting in the Elpji mode by preferentially bypassing the fuel containing bubbles filled in the low pressure portion of the high-pressure pump by the heat of the engine to the bomber in the pressure regulator It is possible to shorten the time taken to generate the pressure of the recovered Elpji fuel to a predetermined pressure.
이에 따라, 본 발명은 엔진의 연소실에 고압의 액체 상태인 엘피지 연료를 원활하게 직접분사하여 엔진의 초기 시동성을 향상시키는 효과가 있다. Accordingly, the present invention has the effect of smoothly injecting the high-pressure liquid state of the liquid oil directly into the combustion chamber of the engine to improve the initial startability of the engine.
도 1은 종래기술에 따른 엘피아이 방식 엘피지 공급장치 및 그를 이용한 엘피지 가솔린 겸용 차량의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가솔린 엘지지 겸용 차량의 연료공급 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.1 is a configuration diagram of an Elpia-type Elpgi supply device according to the prior art and the vehicle combined with the Elpig gasoline using the same.
2 is a block diagram of a fuel supply control apparatus for a gasoline and LPG combined vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart illustrating a step-by-step method of controlling the fuel supply of the combined vehicle gasoline support according to a preferred embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a fuel supply control apparatus and a control method for a gasoline and LPG combined vehicle according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a fuel supply control apparatus for a combined gasoline and LPG vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
본 실시 예에서는 엔진 시동시 가솔린 펌프(12) 또는 엘피지 펌프(22)의 펌핑 동작에 의해 가솔린 공급라인(GS) 또는 엘피지 공급라인(LS)을 통해 공급되는 연료가 초기에 일정 압력, 예컨대 약 2bar의 압력으로 고압펌프(30)로 전달되는데, 이와 같이 시동 초기에 공급되는 연료 압력을 '저압 상태'라 한다.In this embodiment, the fuel supplied through the gasoline supply line GS or the LPG supply line LS by the pumping operation of the
그리고 저압 상태인 엘피지 연료를 고압펌프(30)의 유입구로부터 댐퍼부를 통해 엘피지 회수라인(LR)으로 전달하는 전달경로를 '저압부'라 한다.In addition, the transfer path for transferring the low-pressure LPG fuel from the inlet of the high-
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치는 가솔린 탱크(11)에 저장된 가솔린 연료를 공급하는 가솔린 공급부(10), 봄베(21) 내에 저장된 엘피지 연료를 공급하는 엘피지 공급부(20), 가솔린 공급부(10) 또는 엘피지 공급부(20)로부터 공급되는 가솔린 연료 또는 엘피지 연료의 압력을 고압으로 가압시키는 고압펌프(30), 고압펌프(30)로부터 가압된 연료가 고압으로 충진되는 딜리버리 파이프(40), 딜리버리 파이프(40)에 고압으로 충진된 연료를 엔진의 연소실에 직접분사는 인젝터(I), 엔진(E)의 목표 RPM에 기초하여 엘피지 공급부(20) 및 인젝터(I)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 전자 제어 유닛(elecronic control unit, 이하 'ECU'라 함)(50) 및 ECU(50)의 제어신호에 따라 가솔린 펌프(12), 엘피지 펌프(22) 및 인젝터(I)의 구동을 제어하는 컨트롤러(60)를 포함하고, 엘피지 공급부(20)는 엘피지 회수라인(LR)에서 분기되어 후단이 봄베(21)에 연결되는 바이패스 라인(B)과 바이패스 라인(B) 상에 설치되는 제 1셧업밸브(27)를 포함한다. As shown in FIG. 2, a fuel supply control apparatus for a combined gasoline and LPG vehicle according to a preferred embodiment of the present invention includes a
가솔린 공급부(10)는 가솔린 연료가 저장되는 가솔린 탱크(11), 가솔린 탱크(11)에 저장된 가솔린 연료를 펌핑하는 가솔린 펌프(12), 가솔린 펌프(12)로부터 펌핑된 가솔린 연료를 고압펌프(30)로 공급하는 가솔린 공급라인(GS) 및 가솔린 공급라인(GS) 상에 설치되어 가솔린 연료를 선택적으로 차단하는 제 2셧업밸브(13)를 구비한다.The
제 2셧업밸브(13)는 엔진에 가솔린 연료를 공급하여 구동하는 가솔린 모드에서 컨트롤러(60)를 통해 전달되는 ECU(50)의 제어신호에 따라 가솔린 연료를 공급하도록 가솔린 공급라인(GS)을 개방한다.The
반면, 제 2셧업밸브(13)는 엔진에 엘피지 연료를 공급하여 구동하는 엘피지 모드에서 가솔린 연료의 공급을 중지하도록 가솔린 공급라인(GS)을 폐쇄한다.On the other hand, the second shut-up
엘피지 공급부(20)는 엘피지 연료가 저장되는 봄베(21), 봄베(21) 내부에 설치되어 엘피지 연료를 펌핑하는 엘피지 펌프(22), 엘피지 펌프(23)에 의해 펌핑된 연료를 선택적으로 송출하는 멀티밸브(23), 멀티밸브(23)로부터 송출된 엘피지 연료를 고압펌프(30)로 공급하는 엘피지 공급라인(LS), 엘피지 공급라인(LS) 상에 설치되어 엘피지 연료를 선택적으로 차단하는 제 3셧업밸브(24), 고압펌프(30)에 공급된 엘피지 연료 중에서 일부를 봄베(21)로 회수하는 엘피지 회수라인(LR), 엘피지 회수라인(LR) 상에 설치되고 고압펌프(30)의 저압부로부터 봄베(21)로 회수되는 엘피지 연료의 압력을 감압하는 압력 레귤레이터(25) 및 고압펌프(30)로부터 엘피지 회수라인(LR)을 통해 회수되는 엘피지 연료를 선택적으로 차단하는 제 4셧업밸브(26)를 더 포함한다.The
제 1셧업밸브(27)는 엘피지 모드로 주행한 후 정지한 상태에서 다시 엔진(E) 시동시 미리 설정된 구동시간 동안 개방 동작하여 바이패스 라인(B)을 개방하고, 상기 구동시간이 경과하면 폐쇄 동작하여 바이패스 라인(B)을 폐쇄한다. The first shut-up
본 발명은 엘피지 모드에서 재시동시 고압펌프의 저압부에 충진된 기포를 포함한 연료를 우선적으로 봄베로 바이패스시킴으로써 압력 레귤레이터에서 봄베로 회수되는 엘피지 연료의 압력을 미리 설정된 압력으로 생성하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있다. The present invention shortens the time it takes to generate the pressure of the LPG fuel recovered from the pressure regulator to the cylinder at a predetermined pressure by preferentially bypassing fuel containing bubbles filled in the low pressure portion of the high pressure pump when restarting in the LPG mode. can do.
이에 따라, 본 발명은 엔진의 연소실에 고압의 액체 상태인 엘피지 연료를 원활하게 직접분사하여 엔진의 초기 시동성을 향상시킨다. Accordingly, the present invention smoothly injects the high-pressure liquid state of the liquid crystal oil directly into the combustion chamber of the engine to improve the initial startability of the engine.
결국, 본 발명은 고압의 액체 상태인 엘피지 연료를 엔진에 직접 분사하고, 엔진에 공급하기 이전에 저압상태인 나머지 연료를 봄베로 회수함으로써, 가솔린 연료의 직접분사 방식과 유사하게 차량의 동력성능 및 연비를 향상시키며, 탄소발생량을 저감한다.As a result, the present invention directly injects a high-pressure liquid liquid LPG fuel into the engine, and recovers the remaining low-pressure fuel into the cylinder before supplying it to the engine, thereby reducing the power performance of the vehicle similarly to the direct injection of gasoline fuel. Improve fuel economy and reduce carbon emissions.
제 3셧업밸브(24)는 엘피지 모드에서 컨트롤러(60)를 통해 전달되는 ECU(50)의 제어신호에 따라 엘피지 연료를 공급하도록 엘피지 공급라인(LR)을 개방한다. The third shut-up
반면, 제 3셧업밸브(24)는 가솔린 모드에서 엘피지 연료의 공급을 중지하도록 엘피지 공급라인(LR)을 폐쇄한다.On the other hand, the third shut-up
압력 레귤레이터(25)는 고압펌프(30)의 저압부로부터 봄베(21)로 회수되는 엘피지 연료의 압력이 엘피지 펌프(22)의 지속적인 펌핑 동작에 의해 저압상태(2bar)로부터 미리 설정된 가압압력, 예컨대 Δ5bar만큼 가압되어 약 7bar가 되면, 내부의 밸브가 개방되어 엘피지 연료를 봄베(21)로 전달한다.The
그리고 압력 레귤레이터(25)는 개방된 밸브를 통해 연료가 봄베(21)로 전달됨에 따라 내부의 압력이 상기 약 7bar보다 낮아지면 상기 밸브를 폐쇄한 후, 내부의 압력이 다시 약 7bar보다 높아지면 개방하는 동작을 반복 수행한다. The
상기 가압압력은 봄베(21) 내부의 열평형을 이루기 위해 봄베(21)로 회수되는 연료를 가압하여 기화를 방지하도록 미리 설정되는 압력이다. The pressurization pressure is a pressure set in advance to pressurize the fuel recovered to the
이에 따라, 봄베(21) 내부에서는 엘피지 펌프(22)에 의해 배출되는 연료와 고압펌프(30)로부터 회수되는 연료에 의해 열평형이 이루어진다. Accordingly, in the
상세하게 설명하면, 일반적인 엘피아이 시스템에서는 봄베 내의 연료가 송출됨으로써 봄베에 저장된 연료는 내측 하부에서 액체상태를 유지하지만, 그 상부의 공간에서는 기화가 발생하여 봄베 내부의 포화 증기압이 낮아지게 된다.In detail, in the general Elpia system, fuel in the cylinder is discharged so that the fuel stored in the cylinder maintains the liquid state at the lower inner side, but vaporization occurs at the upper space, thereby lowering the saturated vapor pressure inside the cylinder.
이로 인해 봄베의 내부 온도가 급격히 내려가며, 연료가 더욱 쉽게 기화되어 1차 펌핑 과정에서 캐비테이션이 발생함에 따라 엘피지 펌프의 연료 송출능력이 현저히 저하된다.As a result, the internal temperature of the bomb is drastically lowered, and fuel is more easily vaporized, and as the cavitation occurs during the first pumping process, the fuel delivery capacity of the LPG pump is significantly reduced.
반면, 본 발명에서는 엘피지 회수라인을 통해 적절한 양의 연료를 회수함으로써 봄베 내부의 열평형을 이루는 것이다.On the other hand, in the present invention is to achieve a thermal equilibrium inside the bomb by recovering the appropriate amount of fuel through the LLP recovery line.
즉, 본 발명은 고압펌프의 저압부에서 연료를 봄베로 곧바로 회수함으로써 봄베 내의 액상 연료의 수위를 적정하게 유지할 수 있고, 봄베 내부의 빈 공간이 급격하게 증가하는 것을 방지함으로써 캐비테이션(cavitation, 공동 현상)을 억제할 수 있다.That is, the present invention can maintain the level of the liquid fuel in the cylinder properly by immediately recovering fuel from the low pressure portion of the high-pressure pump, and prevents a rapid increase in the empty space inside the cylinder, thereby cavitation (cavitation) ) Can be suppressed.
특히, 본 발명은 고압펌프를 통해 딜리버리 파이프로 공급하기 이전에 저압상태의 엘피지 연료를 회수함에 따라 연료의 온도를 저온 상태로 유지할 수 있어 봄베 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있다. In particular, the present invention can maintain the temperature of the fuel in a low temperature state by recovering the low-pressure Elpig fuel before supplying to the delivery pipe through the high-pressure pump can maintain a constant temperature inside the bomb.
이에 따라, 봄베(21) 내부는 열평형 상태를 유지하게 된다. 이와 같이, 봄베(21) 내부에서 열평형이 이루어지면, 연료의 가압 송출과정의 원활하게 이루어질 수 있으며, 이로 인해 엘피지 공급부(20)의 성능이 최상으로 발휘될 수 있다. Accordingly, the inside of the
여기서 회수되는 연료의 양은 봄베(21)의 크기, 차량의 배기량에 따라 적절한 평가를 통해 열평형에 필요한 양으로 제어될 수 있다. In this case, the amount of fuel recovered may be controlled to an amount necessary for thermal balance through appropriate evaluation according to the size of the
제 4셧업밸브(26)는 엘피지 모드에서 컨트롤러(60)를 통해 전달되는 ECU(50)의 제어신호에 따라 고압펌프(30)에 공급된 엘피지 연료 중에서 일부를 봄베(21)로 회수하도록 엘피지 회수라인(LR)을 개방한다. The fourth shut-up
반면, 제 4셧업밸브(26)는 가솔린 모드에서 엘피지 연료의 회수를 중지하도록 엘피지 회수라인(LR)을 폐쇄한다.On the other hand, the fourth shut-up
고압펌프(30)는 가솔린 펌프 또는 엘피지 펌프(22)에 의해 펌핑되어 저압으로 공급되는 가솔린 연료 전체 또는 엘피지 연료 중에서 일부를 고압, 예컨대 약 40~150bar로 가압하여 딜리버리 파이프(40)로 공급한다.The
그리고 고압펌프(30)는 딜리버리 파이프(40)로 공급된 엘피지 연료 중에서 인젝터(I)로 공급하고 잉여된 엘피지 연료를 내부의 저압부로부터 엘피지 회수라인(LR)을 통해 봄베(11)로 회수되도록 한다.And the
이러한 고압펌프(30)는 도면에 미도시하고 있지만, 내부에 연료의 흡입력 및 가압력을 발생하는 가압수단, 연료의 맥동을 감소시키는 댐퍼부, 연료가 유입되는 유입구에 설치되고 연료의 공급 유량 및 토출 압력을 제어하는 스필밸브, 스필밸브에 연결된 입구측 체크밸브 및 연료가 토출되는 토출구에 설치되는 토출측 체크밸브를 구비한다.Although the high-
한편, 가솔린 펌프(12), 엘피지 펌프(22) 및 고압펌프(30)는 피스톤이나 다이어프램, 기어, 베인 등을 이용한 용적형 펌프로 구비되는 것이 바람직하다. On the other hand, the
터빈 펌프와 같은 임펠러형 펌프는 2개의 펌프를 이용한 가압과정에서 더하기의 가압능력을 나타내지만, 용적형 펌프로 구비된 가솔린 펌프(12), 엘피지 펌프(12) 및 고압펌프(30)는 연료 가압시 각 펌프(12,22,30)의 펌핑 능력을 곱한 가압능력의 효과를 나타낼 수 있기 때문이다.Impeller-type pumps, such as turbine pumps, have a positive pressurizing capacity in the pressurization process using two pumps, but gasoline pumps 12, LLP pumps 12 and high-pressure pumps 30 equipped with volumetric pumps pressurize fuel. This is because the effect of the pressurization capability multiplied by the pumping capability of the
실험결과에 따르면, 고압펌프(30)는 엘피지 펌프(22)에 의해 펌핑되어 고압펌프(30)로 공급된 연료 중에서 엔진(E)의 아이들(idle) 시 약 95%의 엘피지 연료를 엘피지 회수라인(LR)을 통해 봄베(21)로 회수하도록 하고, 엔진(E)의 정상운전 시에는 약 60%의 연료를 봄베(21)로 회수하도록 한다.According to the test result, the
엘피지 공급라인(LS)의 고압펌프(30) 전단과 엘피지 회수라인(LR)의 고압펌프(30) 후단에는 이동하는 연료 압력을 확인할 수 있도록 연료 압력을 감지하는 제 1 및 제 2압력센서(도면 미도시)가 설치되고, 딜리버리 파이프(40)에는 제 3압력센서(도면 미도시)가 설치되는 것이 바람직하다. First and second pressure sensors for detecting the fuel pressure so as to check the moving fuel pressure in the front of the high-
ECU(50)는 엔진(E)의 목표 RPM을 산출하고, 산출된 RPM에 따라 가솔린 연료 또는 엘피지 연료를 공급하도록 가솔린 공급부(10) 또는 엘피지 공급부(20)를 선택적으로 제어한다. The
이를 위하여, ECU(50)는 모드 스위치(도면 미도시)의 조작 또는 미리 프로그래밍된 연료공급방법에 따라 가솔린 모드 또는 엘피지 모드로 진입하여 가솔린 공급부(10) 또는 엘피지 공급부(20)를 선택적으로 구동시켜 해당 연료의 공급을 제어한다. To this end, the
예를 들어, 모드 스위치가 가솔린 모드로 설정되거나, 자동 모드 상태에서 시동시 또는 고속주행시, ECU(50)는 가솔린 모드로 진입해서 가솔린 공급부(10)를 구동시켜 엔진(E)에 가솔린 연료를 공급하도록 제어한다. For example, when the mode switch is set to the gasoline mode, or when the vehicle is started in the automatic mode or at high speed, the
반면, 모드 스위치가 엘피지 모드로 설정되거나, 자동 모드 상태에서의 저속주행시, ECU(50)는 엘피지 모드로 진입해서 엘피지 공급부(20)를 구동시켜 엔진에 엘피지 연료를 공급하도록 제어한다. On the other hand, when the mode switch is set to the Elpji mode or the low-speed driving in the automatic mode state, the
여기서 ECU(50)는 가솔린 모드에서 엘피지 모드로 전환하는 경우, 고압펌프(30)에서 가솔린 연료와 엘피지 연료가 섞이는 것을 방지하기 위해 제 2셧업밸브(13)를 차단한 후 미리 설정된 지연시간이 경과하면 제 3 및 제 4셧업밸브(24,26)를 개방하도록 제어한다.In this case, when the
상기 지연시간은 약 0.5초 미만으로 설정되는 것이 바람직하다.The delay time is preferably set to less than about 0.5 seconds.
한편, ECU(50)는 엘피지 모드에서 가솔린 모드로 전환하는 경우에도 지연시간을 설정할 수 있으며, 지연시간을 설정하지 않고 제 3 및 제 4셧업밸브(24,26)를 차단하고 제 2셧업밸브(13)를 개방하도록 동시에 제어할 수도 있다. Meanwhile, the
본 발명은 고압펌프에 가솔린 연료와 엘피지 연료를 선택적으로 공급하고, 하나의 인젝터를 혼용해서 고압으로 가압된 연료를 엔진 내부에 직접분사할 수 있다.According to the present invention, a gasoline fuel and an LPG fuel are selectively supplied to a high pressure pump, and a single injector is mixed to directly inject the fuel pressurized to a high pressure into the engine.
이에 따라, 본 발명은 고압의 액체 상태인 가솔린 연료 또는 엘피지 연료의 분사량을 정밀하게 제어하여 차량의 동력성능 및 연비를 향상시키며, 탄소 발생량을 저감할 수 있다.Accordingly, the present invention can precisely control the injection amount of the gasoline fuel or the LPG fuel in the high-pressure liquid state to improve the power performance and fuel economy of the vehicle, and reduce the carbon generation amount.
그리고 ECU(50)는 엘피지 모드로 주행한 후 엔진(E) 재시동시 제 1셧업밸브(27)를 미리 설정된 구동시간 동안 개방한 후 폐쇄하도록 제어신호를 발생하여 컨트롤러(60)로 전달한다. In addition, the
본 발명은 엘피지 모드에서 엔진 정지 후 재시동시 제 1셧업밸브를 미리 설정된 구동시간 동안 개방시켜 고압펌프의 저압부에 충진된 기포를 포함한 엘피지 연료를 우선적으로 봄베로 바이패스시킴으로써 봄베의 열평형을 유지한다.The present invention maintains the thermal equilibrium of the bomb by first opening the first shut-up valve for a predetermined driving time when the engine is restarted after the engine stops in the Elphi mode by bypassing the LP gas including bubbles filled in the low pressure portion of the high-pressure pump to the cylinder. do.
다음, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법을 상세하게 설명한다.Next, with reference to Figure 3 will be described in detail the fuel supply control method of a gasoline and LPG combined vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 실시 예에서는 설명의 편의상 엘피지 모드로 주행한 후 재시동하는 경우를 이용하여 설명한다. 하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 가솔린 모드 및 차량의 주행상태에 따라 모드 전환이 이루어지는 자동 모드에서 엘피지 모드로 전환된 후 재시동 시에도 동일하게 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.In the present embodiment, for convenience of description, a case of restarting after driving in the LPI mode will be described. However, the present invention is not necessarily limited thereto. That is, it should be noted that the same may be applied to restarting after switching to the LPG mode from the automatic mode in which the mode is changed according to the gasoline mode and the driving state of the vehicle of the present invention.
본 실시 예에 따른 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법은 엘피지 모드로 주행을 한 후 이그니션 키가 조작되어 엔진이 정지된 후(S10) 다시 이그니션 키(도면 미도시)가 조작되어 전원이 공급되면서 시작된다(S11).In the fuel supply control method of the combined gasoline and Elpgi vehicle according to the present embodiment, after driving in the Elpji mode, the ignition key is operated to stop the engine (S10), and then the ignition key (not shown) is operated to supply power. Will be started (S11).
ECU(50)는 모드 스위치의 설정상태를 검사하고, 검사결과 모드 스위치(도면 미도시)가 엘피지 모드로 설정된 상태이면, ECU(50)는 엘피지 모드로 진입한다(S12).The
한편, 차량 주행 후 엔진(E)을 정지하면, 엔진(E)의 남은 열에 의해 고압펌프(30)의 저압부에는 액체상태의 엘피지 연료가 기화하여 기포가 발생됨에 따라 공기층이 형성된다. On the other hand, when the engine E is stopped after driving the vehicle, the air layer is formed by vaporizing liquid LLP fuel in the low pressure part of the high-
이와 같이 형성된 공기층으로부터 기포가 포함된 엘피지 연료가 엘피지 회수라인(LR)을 통해 압력 레귤레이터(25)로 전달되면, 압력 레귤레이터(25)에서 엘피지 연료를 미리 설정된 가압압력으로 가압하는데 걸리는 시간이 길어지게 된다.When the LLP fuel containing air bubbles is transferred from the air layer formed as described above to the
또한 기포가 포함된 엘피지 연료가 봄베(21)로 회수됨에 따라 봄베(21) 내부의 열평형이 깨지면서 캐비테이션이 발생하게 된다.In addition, as the LLP fuel containing the bubble is recovered to the
본 실시 예에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 엔진 재시동시 제 1셧업밸브(27)를 미리 설정된 구동시간 동안 개방하도록 제어한다. In this embodiment, in order to solve such a problem, the
즉, ECU(50)는 제 1셧업밸브(27)를 개방 동작시키도록 제어신호를 발생한다. 그러면, 바이패스 라인(B)이 개방되면서 고압펌프(30)의 저압부에 충진된 기포를 포함한 엘피지 연료가 우선적으로 바이패스 라인(B)을 통해 봄베(21)로 바이패스된다(S13).That is, the
그리고 제 1셧업밸브(27)를 개방시킨 후 미리 설정된 구동시간이 경과하면(S14), ECU(50)는 제 1셧업밸브(27)를 폐쇄 동작시키도록 제어신호를 발생한다. 그러면, 바이패스 라인(B)이 차단되면서 엘피지 연료의 바이패스 동작이 중지된다(S15).When the preset driving time elapses after opening the first shutdown valve 27 (S14), the
본 발명은 엔진 재시동시 고압펌프에 충진된 기포를 포함한 엘피지 연료를 바이패스시켜 압력 레귤레이터 내부에 구비된 밸브의 개폐 동작 타이밍이 늦어지면서 봄베 내부로 회수되는 연료량이 불규칙해지고, 압력 레귤레이터에서 봄베로 회수되는 연료의 압력을 미리 설정된 압력으로 생성하는데 걸리는 시간을 단축한다.The present invention by bypassing the Elpji fuel including the air bubbles filled in the high pressure pump when the engine restarts delayed opening and closing operation timing of the valve provided inside the pressure regulator is irregular in the amount of fuel to be recovered into the cylinder, recovery from the pressure regulator to the cylinder The time taken to generate the pressure of the fuel to be preset pressure is shortened.
이에 따라, 본 발명은 엘피지 모드의 재시동시 엔진에 고압의 액체상태인 엘피지 연료를 원활하게 공급하여 엔진의 초기 시동성을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the present invention can smoothly supply the high-pressure liquid state of the liquid oil to the engine at the start of the Elpiji mode can improve the initial startability of the engine.
이어서 ECU(50)는 엘피지 공급부(10)를 구동하여 엘피지 연료를 엔진(E)에 공급하도록 제어한다(S16).Subsequently, the
상세하게 설명하면, ECU(50)는 제 2셧업밸브(13)를 차단한 상태에서 제 3 및 제 4셧업밸브(24,26)를 개방하고 엘피지 펌프(22)를 구동하도록 제어신호를 발생한다. In detail, the
그러면, 컨트롤러(60)는 ECU(50)로부터 전달된 제어신호를 제 2 내지 제 4셧업밸브(13,24,26) 및 엘피지 펌프(22)로 전달하여 제 3 및 제 4셧업밸브(24,26)를 개방하고, 엘피지 펌프(22)를 구동하도록 제어한다(S17). Then, the
이에 따라, 봄베(21)에 저장된 엘피지 연료는 엘피지 펌프(22)에 의해 펌핑되어 엘피지 공급라인(LS)을 거쳐 고압펌프(30)로 전달된다. Accordingly, the LLP fuel stored in the
고압펌프(30)는 엔진(E)의 캠축과 연동하여 엔진(E)의 구동력을 이용해 구동되고, 제 3셧업밸브(24)를 통해 공급된 엘피지 연료 중에서 일부를 고압, 예컨대 약 40~150bar로 가압하여 딜리버리 파이프(40)로 공급한다.The
이에 따라, 딜리버리 파이프(40) 내부에는 충진된 고압의 가솔린 연료가 충진된 상태이므로, 인젝터(I)는 ECU(50)의 제어신호에 따라 구동되어 엔진 내부에 가솔린 연료를 직접분사하고(S18), 점화플러그로부터 발생된 불꽃에 의해 엘피지 연료가 연소되면서 엔진이 구동된다. Accordingly, since the high pressure gasoline fuel is filled in the
즉, ECU(50)의 제어신호에 따라 인젝터(I)에서 고압의 액체 상태인 엘피지 연료가 엔진(E)의 연소실에 직접분사됨에 따라 연소실에 분사된 연료량과 동일한 양만큼의 고압의 엘피지 연료가 딜리버리 파이프(40)로 공급된다.That is, according to the control signal of the
그래서 딜리버리 파이프(40)는 항상 고압상태를 유지하게 된다.Thus, the
그리고 ECU(50)는 엔진(E)의 연소실에 분사되는 고압의 액체 상태인 엘피지 연료의 분사량을 정밀하게 제어하여 차량의 동력성능 및 연비를 향상시키며, 탄소 발생량을 저감할 수 있다.In addition, the
제 S18단계에서 고압펌프(30)는 딜리버리 파이프(40)로 공급한 후 나머지 잉여된 엘피지 연료를 저압부로부터 엘피지 회수라인(LR)을 통해 봄베(21)로 회수하도록 전달한다.In the step S18, the high-
이때, 압력 레귤레이터(25) 내부의 밸브가 개폐 동작함에 따라 엘피지 회수라인(LR)을 통해 가압압력인 약 Δ5bar만큼 가압된 연료가 봄베(21)로 회수된다(S19).At this time, as the valve inside the
이에 따라, 봄베(21) 내부에는 엘피지 펌프(22)에 의해 펌핑되어 배출되는 엘피지 연료와 압력 레귤레이터(25)에 의해 가압되어 회수되는 엘피지 연료 사이에 열평형이 이루어지게 된다.Accordingly, in the
한편, ECU(50)의 제어신호에 따라 인젝터(I)에서 고압의 액체 상태인 엘피지 연료가 엔진(E)의 연소실에 직접분사됨에 따라 연소실에 분사된 연료량과 동일한 양만큼의 고압의 엘피지 연료가 딜리버리 파이프(15)로 공급된다.On the other hand, according to the control signal of the
이와 같이, 딜리버리 파이프(40)는 항상 고압상태를 유지하므로, 딜리버리 파이프(40) 내부의 엘피지 연료는 지속적으로 액체 상태를 유지할 수 있다.As such, the
그리고 ECU(50)는 엔진(E)의 연소실에 분사되는 고압의 액체 상태인 엘피지 연료의 분사량을 정밀하게 제어하여 가솔린 연료의 직접분사 방식과 유사하게 차량의 동력성능 및 연비를 향상시키며, 탄소 발생량을 저감할 수 있다.In addition, the
한편, 제 S11단계의 검사결과 모드 스위치가 가솔린 모드로 설정된 경우, ECU(50)는 가솔린 공급부(10)를 구동하여 가솔린 연료를 엔진(E)에 공급하도록 제어한다(S20).On the other hand, when the test result mode switch of the step S11 is set to the gasoline mode, the
상세하게 설명하면, ECU(50)는 제 3 및 제 4셧업밸브(24,26)를 차단한 상태에서 제 2셧업밸브(13)를 개방하고 가솔린 펌프(12)를 구동하도록 제어신호를 발생한다. In detail, the
그러면, 컨트롤러(60)는 ECU(50)로부터 전달된 제어신호를 제 1 내지 제 3셧업밸브(13,24,26) 및 가솔린 펌프(12)로 전달하여 제 2셧업밸브(13)를 개방하고, 가솔린 펌프(12)를 구동하도록 제어한다(S21). Then, the
그래서 가솔린 탱크(11)에 저장된 가솔린 연료는 가솔린 펌프(12)에 의해 펌핑되어 가솔린 공급라인(GS)을 거쳐 고압펌프(30)로 전달된다. Thus, the gasoline fuel stored in the
고압펌프(30)는 가솔린 연료를 고압, 예컨대 약 40~150bar로 가압하여 딜리버리 파이프(40)로 공급한다. The
이로 인해, 딜리버리 파이프(40) 내부에 고압의 가솔린 연료가 충진됨에 따라, 인젝터(I)는 ECU(50)의 제어신호에 따라 가솔린 연료를 엔진(E)의 연소실에 직접분사하고, 점화플러그로부터 발생된 불꽃에 의해 가솔린 연료가 연소되면서 엔진이 구동된다(S22). Therefore, as the high-pressure gasoline fuel is filled in the
한편, 도면에는 미도시하고 있지만, 제 S16 내지 제 S19단계에 따른 엘피지 모드를 수행하는 도중에 가솔린 모드로 전환하도록 모드 스위치가 조작되면, ECU(50)는 제 S20단계로 진행하여 가솔린 모드를 수행하도록 제어한다. On the other hand, although not shown in the figure, if the mode switch is operated to switch to the gasoline mode during the Elpji mode according to steps S16 to S19,
마찬가지로, 제 S20단계 내지 제 S22단계에 따른 가솔린 모드를 수행하는 도중에 엘피지 모드로 전환하도록 모드 스위치가 조작되면, ECU(50)는 제 S16단계로 진행하여 엘피지 모드를 수행하도록 제어한다.Similarly, when the mode switch is operated to switch to the Elpji mode while performing the gasoline mode according to the steps S20 to S22, the
이때, ECU(50)는 제 2셧업밸브(13)를 차단하고 미리 설정된 지연시간이 경과한 후 제 3 및 제 4셧업밸브(24,26)를 개방하도록 제어신호를 발생하여 고압펌프(30)에서 가솔린 연료와 엘피지 연료서 서로 혼합되는 것을 방지한다. At this time, the
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 엘피지 모드로 주행한 후 엔진 재시동시 제 1셧업밸브를 미리 설정된 구동시간 동안 개방시켜 고압펌프의 저압부에 충진된 기포를 포함한 연료를 우선적으로 봄베로 바이패스시킴으로써 압력 레귤레이터에서 봄베로 회수되는 연료의 압력을 미리 설정된 압력으로 생성하는데 걸리는 시간을 단축한다. Through the above process, the present invention preferentially provides fuel containing bubbles filled in the low pressure portion of the high-pressure pump by opening the first shut-off valve for a predetermined driving time when the engine is restarted after driving in the LPI mode. Passing reduces the time it takes to generate the pressure of the fuel returned to the cylinder from the pressure regulator to a preset pressure.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 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. The scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, but is defined by the claims, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the claims. It is self evident.
10: 가솔린 공급부 11: 가솔린 탱크
12: 가솔린 펌프 13: 제 2셧업밸브
20: 엘피지 공급부 21:봄베
22: 엘피지 펌프 23: 멀티밸브
24: 제 3셧업밸브 25: 압력 레귤레이터
26: 제 4셧업밸브 27: 제 1셧업밸브
30: 고압펌프 40: 딜리버리 파이프
50: 전자 제어 유닛 60: 컨트롤러
I: 인젝터 B: 바이패스 라인
GS: 가솔린 공급라인 LS: 엘피지 공급라인
LR: 엘피지 회수라인 10: gasoline supply unit 11: gasoline tank
12: gasoline pump 13: second shutdown valve
20: LPI supply 21: Bombe
22: LPG pump 23: multi-valve
24: third shutdown valve 25: pressure regulator
26: fourth shutdown valve 27: first shutdown valve
30: high pressure pump 40: delivery pipe
50: electronic control unit 60: controller
I: Injector B: Bypass Line
GS: Gasoline Supply Line LS: LPI Supply Line
LR: Elpig Recovery Line
Claims (5)
상기 엘피지 공급부는
봄베에 저장된 엘피지 연료를 상기 고압펌프로 공급하는 엘피지 공급라인,
상기 고압펌프에 공급된 엘피지 연료 중에서 일부를 상기 봄베로 회수하는 엘피지 회수라인,
상기 엘피지 회수라인 상에 설치되고 상기 고압펌프의 저압부로부터 상기 봄베로 회수되는 엘피지 연료의 압력을 감압하는 압력 레귤레이터 및
상기 엘피지 회수라인에서 분기되고 상기 엔진 재시동시 엔진의 열에 의해 상기 고압펌프의 저압부에 충진된 기포를 포함한 연료를 상기 봄베로 바이패스시키도록 상기 봄베에 연결되는 바이패스 라인 및
상기 바이패스 라인 상에 설치되어 상기 엔진의 재시동시 상기 고압펌프에 충진된 기포를 포함한 엘피지 연료를 상기 봄베로 바이패스시키도록 개폐 동작하는 제 1셧업밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치. In the fuel supply control device for a gasoline LPG combined vehicle having a high-pressure pump for pressurizing the gasoline supply unit, the ellipse supply unit, the gasoline fuel supplied from the gasoline supply unit or the Elpiji fuel supplied from the ellipse supply unit to a predetermined pressure,
The LLP supply unit
An LPG supply line for supplying LPG fuel stored in a bomb to the high pressure pump;
An Elpji recovery line for recovering a part of the Elpgi fuel supplied to the high pressure pump to the bomb,
A pressure regulator installed on the LLP recovery line and reducing the pressure of the LLP fuel recovered from the low pressure part of the high pressure pump to the cylinder;
A bypass line branched from the LPI recovery line and connected to the bomb to bypass the fuel including bubbles filled in the low pressure portion of the high pressure pump by the heat of the engine when the engine is restarted;
Gasoline and LPG combined with a first shut-up valve installed on the bypass line to open and close the operation to bypass the LPG fuel containing bubbles filled in the high-pressure pump when the engine restarts. Vehicle fuel supply control device.
상기 엘피지 공급부는
상기 엘피지 공급라인 상에 설치되어 엘피지 연료를 선택적으로 차단하는 제 2셧업밸브 및
상기 고압펌프로부터 상기 엘피지 회수라인을 통해 회수되는 엘피지 연료를 선택적으로 차단하는 제 3셧업밸브를 더 포함하고,
상기 가솔린 공급부는 상기 가솔린 공급라인 상에 설치되어 가솔린 연료를 선택적으로 차단하는 제 4셧업밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치. The method of claim 1,
The LLP supply unit
A second shut-up valve installed on the LLP supply line and selectively blocking the LLP fuel;
Further comprising a third shutdown valve for selectively blocking the L-PGE fuel recovered from the high-pressure pump through the LLP recovery line,
The gasoline supply unit is installed on the gasoline supply line fuel supply control device for a gasoline and LPG combined vehicle, characterized in that it comprises a fourth shutdown valve for selectively blocking the gasoline fuel.
가솔린 연료를 공급하여 엔진을 구동하는 가솔린 모드와 엘피지 연료를 공급하여 엔진을 구동하는 엘피지 모드를 선택하는 모드 스위치,
상기 모드 스위치의 설정 상태에 기초하여 상기 제 1 내지 제 4셧업밸브의 개폐를 제어하는 제어신호를 발생하는 전자 제어 유닛과
상기 제어신호에 기초하여 상기 제 1 내지 제 4셧업밸브의 개폐 동작을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하고,
상기 전자 제어 유닛은 상기 가솔린 모드에서 상기 엘피지 모드로 전환하도록 상기 모드 스위치가 조작되면, 상기 제 2셧업밸브를 차단하고 미리 설정된 지연시간이 경과하면 상기 제 3 및 제 4셧업밸브를 개방하도록 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치.The method of claim 2,
A mode switch for selecting a gasoline mode for supplying gasoline fuel to drive the engine and an Elpji mode for supplying the gasoline to drive the engine;
An electronic control unit for generating a control signal for controlling opening and closing of the first to fourth shutdown valves based on a setting state of the mode switch;
A controller for controlling the opening and closing operation of the first to fourth shutdown valve based on the control signal,
The electronic control unit, when the mode switch is operated to switch from the gasoline mode to the LPG mode, the control signal to shut off the second shutdown valve and open the third and fourth shutdown valve when a predetermined delay time has elapsed. Fuel supply control device for a combined gasoline and LPG vehicle, characterized in that to generate a.
(a) 상기 엘피지 연료를 공급하는 엘피지 모드로 주행한 후 엔진을 정지하는 단계,
(b) 상기 엘피지 모드로 설정된 상태에서 엔진을 재시동하는 단계,
(c) 상기 엘피지 연료를 고압으로 가압하는 고압펌프와 봄베 사이에 마련된 바이패스 라인을 통해 상기 고압펌프 내부에 충진된 기포를 포함한 엘피지 연료의 바이패스를 수행하는 단계 및
(d) 상기 (c)단계에서 상기 바이패스 라인을 통해 바이패스를 수행한 후 일 정 시간이 경과하면 상기 바이패스 라인을 개폐하는 제 1셧업밸브를 폐쇄 동작시켜 상기 바이패스 라인을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법.In the fuel supply control method for a gasoline and Elpgi combined vehicle for supplying the gasoline fuel and the Elpji fuel to be injected directly into the combustion chamber of the engine,
(a) stopping the engine after driving in an Elpji mode for supplying the Elpji fuel,
(b) restarting the engine in the state set to the LLP mode,
(c) performing a bypass of the LLP fuel including bubbles filled in the high pressure pump through a bypass line provided between the high pressure pump pressurizing the LLP fuel at a high pressure and a cylinder;
(d) closing the bypass line by closing a first shutdown valve for opening and closing the bypass line when a predetermined time elapses after performing bypass through the bypass line in step (c). Fuel supply control method of the combined gasoline and LPG vehicle comprising a.
(e) 상기 엘피지 모드를 수행하는 도중에 상기 가솔린 모드로 전환되는 경우, 상기 고압펌프에 가솔린 연료를 공급하는 가솔린 공급라인을 차단한 후 미리 설정된 지연시간이 경과하면 상기 고압펌프에 엘피지 연료를 공급하는 엘피지 공급라인을 개방하는 단계 및
(f) 상기 고압펌프에 공급된 엘피지 연료 중에서 일부를 상기 봄베로 회수하는 엘피지 회수라인을 개방하는 단계를 더 포함하고,
상기 엘피지 공급라인과 상기 엘피지 회수라인은 동시에 개폐되는 것을 특징으로 하는 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어방법.
The method of claim 4, wherein
(e) when the gas is switched to the gasoline mode while the LPG mode is performed, supplying the LPG fuel to the high-pressure pump after a preset delay time after shutting off the gasoline supply line supplying the gasoline fuel to the high-pressure pump; Opening the LLP supply line and
(f) further comprising the step of opening an Elpji recovery line for recovering a portion of the Elpgi fuel supplied to the high pressure pump to the cylinder,
The fuel supply control method of the gasoline and LPG combined vehicle, characterized in that the LLP supply line and the LPG recovery line is opened and closed at the same time.
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