KR20130069031A - Bi fuel system - Google Patents

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KR20130069031A
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성 훈 김
조승완
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성 훈 김
조승완
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Abstract

PURPOSE: A bi-fuel system is provided not to separately include an injector spraying LPG(Liquefied Petroleum Gas) or an injector spraying CNG(Compressed Natural Gas) by using common injector when spraying LPG and CNG. CONSTITUTION: A bi-fuel system includes an LPG tank(101), a CNG tank(102), an LPG evaporation part(103), a CNG evaporating part(104), a first transferring part(105), a second transferring part(106), and a first injector(107). The first transferring part responds the first control signal, and determines whether the vaporized LPG is transferred or not. The second transferring part responds the second control signal which does not have an overlapped activation range with the first control signal, and determines whether the vaporized CNG is transferred or not. The first injector sprays the vaporized LPG, which is transferred from the first transferring part, to the intake port of cylinder or sprays the vaporized CNG, which is transferred from the second transferring part, to the intake port of cylinder.

Description

바이퓨얼 시스템{BI FUEL SYSTEM}Bifuel System {BI FUEL SYSTEM}

본 발명은 바이퓨얼 시스템에 관한 것으로서, PG와 CNG를 분사함에 있어, 공통의 인젝터를 사용함으로써, 그 구성을 간소화하여 면적이 감소된 바이퓨얼 시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bifuel system, and injecting a PG and a CNG, by using a common injector, simplifies its configuration and relates to a bifuel system with reduced area.

일반적으로, 자동차 연료로서 압축 천연가스(Compressed Natural Gas; 이하, "CNG"라 한다)는 가솔린보다 가격이 저렴하고, 가스 상태이기 때문에 각 실린더의 연료 분배가 균일하며, 배기가스도 가솔린에 비해 상대적으로 깨끗하여 환경 면에서도 장점이 있다.
In general, compressed natural gas (hereinafter referred to as "CNG") as an automobile fuel is less expensive than gasoline, and because it is gaseous, the fuel distribution of each cylinder is uniform, and the exhaust gas is also relatively As it is clean, it has advantages in terms of environment.

또한, CNG를 자동차 연료로서 사용할 때, 그 옥탄가가 높기 때문에 노킹이 거의 발생하지 않으며, 윤활유의 손실이 적고 워밍업도 빠른 장점이 있다. 이와 같이 가솔린에 비해 상대적으로 많은 장점이 있는 CNG는 택시 및 버스를 포함하는 영업용 자동차의 연료로 널리 사용되고 있다.
In addition, when CNG is used as an automobile fuel, knocking hardly occurs because the octane number is high, and there is an advantage in that the loss of lubricating oil is low and the warm-up is also fast. As such, CNG has many advantages over gasoline and is widely used as a fuel for commercial vehicles including taxis and buses.

이와 관련하여, 제한적으로 허가된 차량에 한하여 CNG와 가솔린을 연료로 함께 사용할 수 있는 CNG/가솔린 겸용 차량이 있으며, 이러한 겸용 차량은 CNG와 가솔린 중 어느 하나를 선택적으로 이용하기 위한 바이퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)을 채택하고 있다.
In this regard, there are CNG / Gasoline combined vehicles that can use both CNG and gasoline as fuel for a limited number of licensed vehicles. These combined vehicles have a bi-fuel system for selectively using either CNG or gasoline. FUEL SYSTEM) is adopted.

이처럼, 종래의 바이퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)은 각 연료(CNG/가솔린)를 공급하기 위한 모듈별로 구분되는 각 인젝터를 구비하고 있고, 사용자의 연료변경 선택 또는 공급하고 있는 연료의 부족으로 인한 차량으로부터의 연료변경에 따라, 현재 공급하는 연료의 분사를 중단하고 다른 연료의 분사를 개시하게 된다.
As described above, the conventional BI FUEL SYSTEM has each injector which is divided into modules for supplying each fuel (CNG / gasoline), and the vehicle is selected due to the user's fuel change selection or the lack of fuel being supplied. As a result of the change of fuel from the fuel cell, the injection of the currently supplied fuel is stopped and the injection of another fuel is started.

이러한 종래의 바이퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)은 연료변경 시에 가솔린 인젝션 신호를 가스 인젝션 신호, 바람직하게는 CNG를 공급하기 위한 인젝션 신호로 변환하여 실린더의 공급하는 구성을 가지고 있다.
The conventional BI FUEL SYSTEM has a configuration in which a gasoline injection signal is converted into an injection signal for supplying a gas injection signal, preferably CNG, when the fuel is changed, and the cylinder is supplied.

상기 바이퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)은 기존의 가솔린 차량에 별도의 연료장치를 장착하는 시스템으로, 기존의 가솔린에 비해 연료비가 저렴하면서도 친환경적인 연료인 LPG, CNG연료를 주 연료로 사용하는 시스템으로, CNG의 경우는 국내에서도 누구나 구조를 변경하여 사용 가능한 시스템이다.
The BI FUEL SYSTEM is a system that installs a separate fuel device in a conventional gasoline vehicle, and uses LPG and CNG fuels, which are cheaper fuel costs and eco-friendly fuels, as main fuels, compared to conventional gasoline vehicles. In the case of CNG, anyone can change the structure in Korea.

천연가스를 사용한 바이퓨얼 시스템(BI FUEL SYSTEM)의 경우 차량구조변경 규제법상 50Kg을 초과해서는 안되므로, 차량의 연료탱크의 용량이 작아 CNG 충전을 자주 해야 하는 불편한 점이 있다.
In case of BI FUEL SYSTEM using natural gas, it should not exceed 50Kg according to the regulation on the change of vehicle structure.

그리고 기존의 가솔린엔진에 천연가스를 개조하여 장착 주행할 경우 기존의 엔진은 가솔린에 최적화되어 있어 천연가스 전환 시 엔진 토크 저하 현상이 발생한다.
In addition, when the existing gasoline engine is converted to natural gas and driven, the existing engine is optimized for gasoline so that the engine torque decreases when the natural gas is converted.

이러한 문제점에도 천연가스 차량이 증가하는 이유는 소비자 측면에서 연료의 경제적인 측면이 가장 크며, 정부에서는 이산화탄소 저감 효과가 크기 때문이다.
In spite of this problem, the increase in natural gas vehicles is due to the largest economic aspects of fuel in terms of consumers, and the reduction of carbon dioxide in the government.

도 1은 종래기술에 따른 바이퓨얼 시스템을 설명하기 위한 차량의 도면이다.
1 is a view of a vehicle for explaining a bifuel system according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량은 연료의 폭발이 발생하는 실린더(1), 가솔린이 저장되는 가솔린탱크(2), LPG가 저장되는 LPG탱크(3), CNG가 저장되는 CNG탱크(4), 가솔린탱크(2)로부터 가솔린을 전달받아 실린더(1)의 흡입구에 가솔린을 분사하는 가솔린 인젝터(5), LPG탱크(3)로부터 LPG를 전달받아 실린더(1)의 흡입구에 LPG를 분사하는 LPG 인젝터(6) 및 CNG탱크(4)로부터 CNG를 전달받아 실린더(1)의 흡입구에 CNG를 분사하는 CNG 인젝터(7)를 포함한다.
As shown in FIG. 1, the vehicle includes a cylinder 1 in which an explosion of fuel occurs, a gasoline tank 2 storing gasoline, an LPG tank 3 storing LPG, and a CNG tank 4 storing CNG. Gasoline injector 5 for receiving gasoline from the gasoline tank 2 and injecting gasoline to the inlet of the cylinder 1, LPG for receiving LPG from the LPG tank 3 and injecting LPG to the inlet of the cylinder 1 It includes a CNG injector (7) for receiving the CNG from the injector 6 and the CNG tank 4 and injecting the CNG to the inlet of the cylinder (1).

여기서, 각 인젝터(5~7)는 동시에 동작하지 않고, 개별적으로 동작하여 실린더(1)의 흡입구에 해당 연료를 분사한다.
Here, each of the injectors 5 to 7 does not operate at the same time, but operates separately to inject the fuel into the inlet of the cylinder 1.

도 2는 도 1과 같은 바이퓨얼 시스템에서 LPG 및 CNG와 관련된 부분을 보다 구체적으로 나타낸 구성도이다.
FIG. 2 is a block diagram illustrating in more detail a portion related to LPG and CNG in the bifuel system as shown in FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, LPG 관련 구성은 LPG탱크(3), LPG탱크(3)에서 전달된 LPG를 기화시키는 LPG 기화기(31), 기화된 LPG를 실린더의 흡입구에 분사시키는 6개의 LPG 인젝터(32)를 포함한다.
As shown in FIG. 2, the LPG related configuration includes an LPG tank 3, an LPG vaporizer 31 for vaporizing the LPG delivered from the LPG tank 3, and six LPG injectors for injecting the vaporized LPG into the inlet of the cylinder. And (32).

여기서, 6개의 LPG 인젝터(32)는 도 1의 LPG 인젝터(6)에 대응한다. 다음으로, CNG 관련 구성은 CNG탱크(4), CNG탱크(4)에서 전달된 CNG를 기화시키는 CNG 기화기(41), 기화된 CNG를 실린더의 흡입구에 분사시키는 6개의 CNG 인젝터(42)를 포함한다. 여기서, 6개의 CNG 인젝터(42)는 도 1의 CNG 인젝터(7)에 대응한다.
Here, six LPG injectors 32 correspond to the LPG injectors 6 of FIG. 1. Next, the CNG related configuration includes a CNG tank 4, a CNG vaporizer 41 for vaporizing the CNG delivered from the CNG tank 4, and six CNG injectors 42 for injecting the vaporized CNG into the inlet of the cylinder. do. Here, six CNG injectors 42 correspond to the CNG injectors 7 of FIG. 1.

그런데, 위와 같은 구조의 바이퓨얼 시스템의 경우, 각 연료(LPG, CNG) 마다 인젝터를 따로 구비하기 때문에 부피가 크다. 불필요한 부분을 감소시켜 실내 공간을 넉넉히 확보하고자하는 현대의 차량의 지향점과는 반대되는 부분인 것이다.
However, in the case of the bifuel system having the above structure, since the injector is separately provided for each fuel LPG and CNG, the volume is large. It is the opposite of the direction of the modern vehicle which wants to reduce the unnecessary parts and secure sufficient indoor space.

따라서, 위와 같은 부피의 낭비를 방지할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
Therefore, there is a need for a technology that can prevent the waste of the above volume.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, LPG와 CNG를 분사함에 있어, 공통의 인젝터를 사용함으로써, 종래기술 대비 LPG를 분사하는 인젝터, 또는 CNG를 분사하는 인젝터를 덜 구비할 수 있으며, 이로 인해 바이퓨얼 시스템의 구성을 간소화하여 면적이 감소될 수 있도록 함을 과제로 한다.
In order to solve the above problems, in the injection of LPG and CNG, by using a common injector, compared to the prior art it may be provided with less injector for injecting LPG, or less injector for injecting CNG, The problem is to simplify the configuration of the bifuel system so that the area can be reduced.

본 발명은 LPG가 저장되는 LPG탱크; CNG가 저장되는 CNG탱크; 상기 LPG탱크로부터 전달된 상기 LPG를 기화시키는 LPG 기화부; 상기 CNG탱크로부터 전달된 상기 CNG를 기화시키는 CNG 기화부; 제1 제어신호에 응답하여, 상기 기화된 LPG의 전달 여부를 결정하는 제1 전달부; 상기 제1 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제2 제어신호에 응답하여, 상기 기화된 CNG의 전달 여부를 결정하는 제2 전달부; 상기 제1 전달부에서 전달된 상기 기화된 LPG를 실린더의 흡입구에 분사하거나, 상기 제2 전달부에서 전달된 상기 기화된 CNG를 상기 실린더의 흡입구에 분사하는 제1 인젝터를 포함하는 바이퓨얼 시스템을 과제의 해결 수단으로 한다.
The present invention LPG tank LPG is stored; CNG tank in which the CNG is stored; LPG vaporization unit for vaporizing the LPG delivered from the LPG tank; A CNG vaporizer which vaporizes the CNG transferred from the CNG tank; A first transfer unit determining whether to deliver the vaporized LPG in response to a first control signal; A second transfer unit determining whether to deliver the vaporized CNG in response to a second control signal in which the first control signal and the activation interval do not overlap; And a first injector for injecting the vaporized LPG delivered from the first delivery unit to the inlet of the cylinder or injecting the vaporized CNG delivered from the second delivery unit to the inlet of the cylinder. It is to solve the problem.

한편, 상기 바이퓨얼 시스템은 가솔린이 저장되는 가솔린탱크; 상기 가솔린탱크로부터 전달된 상기 가솔린을 기화시키는 가솔린 기화부; 상기 제1 및 제2 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제3 제어신호에 응답하여, 상기 기화된 가솔린의 전달 여부를 결정하는 제3 전달부; 및 상기 제3 전달부에서 전달된 상기 기화된 가솔린을 상기 실린더의 흡입구에 분사하는 제2 인젝터를 더 포함할 수 있다.
On the other hand, the bifuel system is a gasoline tank in which gasoline is stored; A gasoline vaporizer which vaporizes the gasoline delivered from the gasoline tank; A third transmission unit determining whether to deliver the vaporized gasoline in response to a third control signal in which the first and second control signals and the activation section do not overlap; And a second injector for injecting the vaporized gasoline delivered from the third delivery unit to the inlet of the cylinder.

아울러, 본 발명은 LPG가 저장되는 LPG탱크; CNG가 저장되는 CNG탱크; 제1 제어신호에 응답하여, 상기 LPG의 전달 여부를 결정하는 제1 전달부; 상기 제1 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제2 제어신호에 응답하여, 상기 CNG의 전달 여부를 결정하는 제2 전달부; 상기 제1 전달부로부터 전달된 상기 LPG를 기화시키는 LPG 기화부; 상기 제2 전달부로부터 전달된 상기 CNG를 기화시키는 CNG 기화부; 상기 기화된 LPG를 실린더의 흡입구에 분사하거나, 상기 기화된 CNG를 상기 실린더의 흡입구에 분사하는 제1 인젝터; 및 상기 LPG 기화부, CNG 기화부 및 상기 인젝터 사이에 배치되고, 상기 제1 제어신호 및 상기 제2 제어신호 중 어느 한 신호와 활성화구간이 전부 또는 일부가 중첩되는 제3 제어신호에 응답하여, 상기 기화된 LPG 또는 상기 기화된 CNG를 상기 인젝터에 전달하는 제3 전달부를 포함하는 바이퓨얼 시스템을 과제의 다른 해결수단으로 한다.
In addition, the present invention LPG tank LPG is stored; CNG tank in which the CNG is stored; A first transmitter configured to determine whether to transmit the LPG in response to a first control signal; A second transfer unit for determining whether to transfer the CNG in response to a second control signal in which the first control signal and the activation interval do not overlap; An LPG vaporizer for vaporizing the LPG delivered from the first delivery unit; A CNG vaporizer which vaporizes the CNG delivered from the second delivery unit; A first injector for injecting the vaporized LPG into the inlet of the cylinder or injecting the vaporized CNG into the inlet of the cylinder; And a third control signal disposed between the LPG vaporizer, the CNG vaporizer, and the injector, wherein any one of the first control signal and the second control signal and an activation period overlap at least partially. Another solution to the problem is a bifuel system including a third delivery unit for delivering the vaporized LPG or the vaporized CNG to the injector.

여기서, 상기 바이퓨얼 시스템은 CNG 기화부와 상기 제3 전달부 사이에 배치되어, 상기 기화된 CNG의 압력과 온도를 감지하는 제1 센서를 더 포함할 수 있다.
Here, the bifuel system may further include a first sensor disposed between the CNG vaporization unit and the third transfer unit to sense the pressure and temperature of the vaporized CNG.

또한, 상기 바이퓨얼 시스템은 가솔린이 저장되는 가솔린탱크; 상기 가솔린탱크로부터 전달된 상기 가솔린을 기화시키는 가솔린 기화부; 상기 제1 및 제2 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제4 제어신호에 응답하여, 상기 기화된 가솔린의 전달 여부를 결정하는 제4 전달부; 및 상기 제4 전달부에서 전달된 상기 기화된 가솔린을 상기 실린더의 흡입구에 분사하는 제2 인젝터를 더 포함할 수 있다.
In addition, the bi-fuel system is a gasoline tank in which gasoline is stored; A gasoline vaporizer which vaporizes the gasoline delivered from the gasoline tank; A fourth transmission unit determining whether to deliver the vaporized gasoline in response to a fourth control signal in which the first and second control signals and the activation period do not overlap; And a second injector for injecting the vaporized gasoline delivered from the fourth delivery unit to the inlet of the cylinder.

본 발명은 LPG와 CNG를 분사함에 있어, 공통의 인젝터를 사용하기 때문에, 종래기술 대비 LPG를 분사하는 인젝터, 또는 CNG를 분사하는 인젝터를 덜 구비하기 때문에 바이퓨얼 시스템의 면적을 감소시킬 수 있다.
Since the present invention uses a common injector for injecting LPG and CNG, the area of the bifuel system can be reduced because the injector for injecting LPG or the injector for injecting CNG is less than that of the related art.

도 1은 종래기술에 따른 바이퓨얼 시스템을 설명하기 위한 차량의 도면이다.
도 2는 도 1과 같은 바이퓨얼 시스템에서 LPG 및 CNG와 관련된 부분을 보다 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바이퓨얼 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이퓨얼 시스템을 나타낸 구성도이다.1 is a view of a vehicle for explaining a bifuel system according to the prior art.
FIG. 2 is a block diagram illustrating in more detail a portion related to LPG and CNG in the bifuel system as shown in FIG. 1.
3 is a block diagram showing a bifuel system according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a bifuel system according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바이퓨얼 시스템을 나타낸 구성도이다.
3 is a block diagram showing a bifuel system according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 바이퓨얼 시스템은 LPG탱크(101), CNG탱크(102), LPG 기화부(103), CNG 기화부(104), 제1 전달부(105), 제2 전달부(106) 및 인젝터(107)를 포함한다. 여기서, 본 실시예의 바이퓨얼 시스템은 도 1과 마찬가지로, 가솔린 공급 부분이 존재한다.
As shown in FIG. 3, the bifuel system includes an LPG tank 101, a CNG tank 102, an LPG vaporizer 103, a CNG vaporizer 104, a first transmitter 105, and a second transmitter. 106 and injector 107. Here, in the bifuel system of this embodiment, there is a gasoline supply portion as in FIG.

LPG탱크(101)는 LPG가 저장되는 영역으로서, 원형, 타원형 및 다각형의 저장탱크일 수 있다. CNG탱크(102)는 CNG가 저장되는 영역으로서, 원형, 타원형 및 다각형의 저장탱크일 수 있다.
The LPG tank 101 is an area in which LPG is stored, and may be a circular, elliptical, or polygonal storage tank. The CNG tank 102 is an area in which the CNG is stored, and may be a circular, elliptical, or polygonal storage tank.

LPG 기화부(103)는 LPG탱크(101)로부터 전달된 LPG를 기화시키는 장치이다. 이를 위해, LPG 기화부(103)는 고속으로 LPG를 분사시킬 수 있는 장치를 포함한다. CNG 기화부(104)도 마찬가지로 CNG탱크(102)로부터 전달된 CNG를 기화시킨다.
LPG vaporization unit 103 is a device for vaporizing the LPG delivered from the LPG tank 101. To this end, the LPG vaporization unit 103 includes a device capable of injecting LPG at high speed. The CNG vaporization unit 104 likewise vaporizes the CNG transferred from the CNG tank 102.

제1 전달부(105)는 제1 제어신호에 응답하여, 기화된 LPG의 전달 여부를 결정한다. The first transfer unit 105 determines whether to deliver the vaporized LPG in response to the first control signal.

여기서, 제1 제어신호는 연료 공급의 시점을 제어하는 ECU(Eletric Control Unit)에서 출력된 신호로서, ECU는 실린더의 흡입구에 부착된 흡기 온도 센서(ATS), 흡기 양 검출 센서(AFS), 액셀러레이터(accelerator) 위치 센서(TPS), 실린더에 부착된 캠 포지션 센서, 냉각 수온 센서, 크랭크 포지션 센서, 산소 농도 검출 센서의 신호를 입력받아 제1 제어신호를 생성한다.
Here, the first control signal is a signal output from the ECU (Eletric Control Unit) for controlling the timing of fuel supply, the ECU is an intake air temperature sensor (ATS), intake air quantity detection sensor (AFS), an accelerator attached to the inlet of the cylinder (accelerator) A first control signal is generated by receiving signals from a position sensor (TPS), a cam position sensor attached to a cylinder, a cooling water temperature sensor, a crank position sensor, and an oxygen concentration detection sensor.

제2 전달부(106)는 제1 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제2 제어신호에 응답하여, 기화된 CNG의 전달 여부를 결정한다. The second transfer unit 106 determines whether to transfer the vaporized CNG in response to the second control signal in which the first control signal and the activation section do not overlap.

여기서, 제2 제어신호는 상술한 ECU에서 출력된 신호로서, ECU는 실린더의 흡입구에 부착된 흡기 온도 센서(ATS), 흡기 양 검출 센서(AFS), 액셀러레이터(accelerator) 위치 센서(TPS), 실린더에 부착된 캠 포지션 센서, 냉각 수온 센서, 크랭크 포지션 센서, 산소 농도 검출 센서의 신호를 입력받아 제2 제어신호를 생성한다. 또한, LPG와 CNG가 동시에 실린더에 공급하는 것을 방지하기 위해 제1 제어신호와 제2 제어신호의 활성화구간은 중첩되지 않는다. Here, the second control signal is a signal output from the above-described ECU, the ECU is the intake air temperature sensor (ATS), the intake air quantity sensor (AFS), the accelerator position sensor (TPS), the cylinder attached to the inlet of the cylinder A second control signal is generated by receiving signals from a cam position sensor, a cooling water temperature sensor, a crank position sensor, and an oxygen concentration detection sensor attached thereto. In addition, in order to prevent the LPG and the CNG from being supplied to the cylinder at the same time, activation sections of the first control signal and the second control signal do not overlap.

따라서, 제1 전달부(105)와 제2 전달부(106)는 구동하는 구간이 중첩되지 않는다.
Therefore, the sections in which the first transmission unit 105 and the second transmission unit 106 are driven do not overlap.

인젝터(107)는 제1 전달부(105)에서 전달된 기화된 LPG를 실린더의 흡입구에 분사하거나, 제2 전달부(106)에서 전달된 기화된 CNG를 실린더의 흡입구에 분사한다. The injector 107 injects the vaporized LPG delivered from the first delivery unit 105 to the inlet of the cylinder, or injects the vaporized CNG delivered from the second delivery unit 106 to the inlet of the cylinder.

앞서 설명한 바와 같이, 제1 전달부(105)와 제2 전달부(106)는 제어신호에 따라 LPG 또는 CNG를 인젝터(107)에 공급하기 때문에, 인젝터는(107)는 ECU의 제어에 따라 실린더에 해당 연료를 공급한다. As described above, since the first transfer unit 105 and the second transfer unit 106 supply LPG or CNG to the injector 107 according to the control signal, the injector 107 is a cylinder under the control of the ECU. Supply the corresponding fuel.

이때, 도 2인 종래기술과 대비해 보면, 종래기술은 각 연료에 맞춰 인젝터를 별도로 구비하였으나, 본 실시예에서는 인젝터를 공통으로 사용하는 것을 확인할 수 있다. 실린더에는 연료가 개별적으로 공급되기 때문에, 인젝터가 각 연료마다 개별적으로 구비될 필요가 없는 점에 창안한 것이다.
At this time, in contrast to the prior art of Figure 2, the prior art is provided with an injector separately for each fuel, in this embodiment it can be seen that the injector is commonly used. Since fuel is supplied to the cylinder individually, the injector does not need to be provided separately for each fuel.

따라서, 본 실시예는 도 2인 종래기술 대비, 절반의 인젝터(107) 만으로도 동일한 효율의 바이퓨얼 시스템을 설계할 수 있다. 결과적으로, 인젝터(107)의 감소된 개수만큼 차량의 부피를 감소시킬 수 있다.
Accordingly, the present embodiment can design a bifuel system having the same efficiency with only half the injector 107 compared to the related art of FIG. 2. As a result, it is possible to reduce the volume of the vehicle by a reduced number of injectors 107.

한편, 도 1과 같은 차량에 본 실시예의 바이퓨얼 시스템을 접목할 경우, 도 3과 같은 시스템에, 가솔린이 저장되는 가솔린탱크, 가솔린탱크로부터 전달된 가솔린을 기화시키는 가솔린 기화부, 제1 및 제2 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제3 제어신호에 응답하여, 기화된 가솔린의 전달 여부를 결정하는 제3 전달부 및 제3 전달부에서 전달된 기화된 가솔린을 실린더의 흡입구에 분사하는 제2 인젝터를 더 포함하는 것이 바람직하다. On the other hand, when the bi-fuel system of the present embodiment is applied to the vehicle as shown in FIG. In response to the third control signal in which the control signal and the activation section do not overlap, the third delivery unit determining whether or not the vaporized gasoline is delivered and the third injection unit injecting the vaporized gasoline transmitted from the third delivery unit to the inlet of the cylinder. It is preferable to further include two injectors.

여기서, 제3 제어신호는 실린더의 흡입구에 가솔린이 전달되는 동안 LPG와 CNG가 전달되지 못하게 제어하는 신호에 해당한다.
Here, the third control signal corresponds to a signal for controlling the LPG and CNG not to be transmitted while gasoline is delivered to the inlet of the cylinder.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이퓨얼 시스템을 나타낸 구성도이다.
4 is a block diagram showing a bifuel system according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 바이퓨얼 시스템은 LPG탱크(201), CNG탱크(202), 제1 전달부(203), 제2 전달부(204), LPG 기화부(205), CNG 기화부(206), 제3 전달부(207), 인젝터(208) 및 센서(209)를 포함한다. As shown in FIG. 4, the bifuel system includes an LPG tank 201, a CNG tank 202, a first transfer unit 203, a second transfer unit 204, an LPG vaporizer 205, and a CNG vaporizer. 206, third delivery unit 207, injector 208, and sensor 209.

여기서, 본 실시예의 바이퓨얼 시스템은 도 1과 마찬가지로, 가솔린 공급 부분이 존재한다.
Here, in the bifuel system of this embodiment, there is a gasoline supply portion as in FIG.

LPG탱크(201)는 LPG가 저장되는 영역으로서, 원형, 타원형 및 다각형의 저장탱크일 수 있다. The LPG tank 201 is an area where the LPG is stored, and may be a circular, elliptical, or polygonal storage tank.

CNG탱크(202)는 CNG가 저장되는 영역으로서, 원형, 타원형 및 다각형의 저장탱크일 수 있다.
The CNG tank 202 is an area in which the CNG is stored, and may be a circular, elliptical, or polygonal storage tank.

제1 전달부(203)는 제1 제어신호에 응답하여, 기화된 LPG의 전달 여부를 결정한다. The first transfer unit 203 determines whether to deliver the vaporized LPG in response to the first control signal.

여기서, 제1 제어신호는 연료 공급의 시점을 제어하는 ECU(Eletric Control Unit)에서 출력된 신호로서, ECU는 실린더의 흡입구에 부착된 흡기 온도 센서(ATS), 흡기 양 검출 센서(AFS), 액셀러레이터(accelerator) 위치 센서(TPS), 실린더에 부착된 캠 포지션 센서, 냉각 수온 센서, 크랭크 포지션 센서, 산소 농도 검출 센서의 신호를 입력받아 제1 제어신호를 생성한다.
Here, the first control signal is a signal output from the ECU (Eletric Control Unit) for controlling the timing of fuel supply, the ECU is an intake air temperature sensor (ATS), intake air quantity detection sensor (AFS), an accelerator attached to the inlet of the cylinder (accelerator) A first control signal is generated by receiving signals from a position sensor (TPS), a cam position sensor attached to a cylinder, a cooling water temperature sensor, a crank position sensor, and an oxygen concentration detection sensor.

제2 전달부(204)는 제1 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제2 제어신호에 응답하여, 기화된 CNG의 전달 여부를 결정한다. The second transfer unit 204 determines whether to transfer the vaporized CNG in response to the second control signal in which the first control signal and the activation section do not overlap.

여기서, 제2 제어신호는 상술한 ECU에서 출력된 신호로서, ECU는 실린더의 흡입구에 부착된 흡기 온도 센서(ATS), 흡기 양 검출 센서(AFS), 액셀러레이터(accelerator) 위치 센서(TPS), 실린더에 부착된 캠 포지션 센서, 냉각 수온 센서, 크랭크 포지션 센서, 산소 농도 검출 센서의 신호를 입력받아 제2 제어신호를 생성한다. 또한, LPG와 CNG가 동시에 실린더에 공급하는 것을 방지하기 위해 제1 제어신호와 제2 제어신호의 활성화구간은 중첩되지 않는다. Here, the second control signal is a signal output from the above-described ECU, the ECU is the intake air temperature sensor (ATS), the intake air quantity sensor (AFS), the accelerator position sensor (TPS), the cylinder attached to the inlet of the cylinder A second control signal is generated by receiving signals from a cam position sensor, a cooling water temperature sensor, a crank position sensor, and an oxygen concentration detection sensor attached thereto. In addition, in order to prevent the LPG and the CNG from being supplied to the cylinder at the same time, activation sections of the first control signal and the second control signal do not overlap.

따라서, 제1 전달부(203)와 제2 전달부(204)는 구동하는 구간이 중첩되지 않는다.
Therefore, the sections in which the first transmission unit 203 and the second transmission unit 204 are driven do not overlap.

LPG 기화부(205)는 LPG탱크(201)로부터 전달된 LPG를 기화시키는 장치이다. LPG vaporizer 205 is a device for vaporizing the LPG delivered from the LPG tank 201.

이를 위해, LPG 기화부(203)는 고속으로 LPG를 분사시킬 수 있는 장치를 포함한다. CNG 기화부(206)도 마찬가지로 CNG탱크(202)로부터 전달된 CNG를 기화시킨다.
To this end, the LPG vaporizer 203 includes a device capable of injecting LPG at high speed. The CNG vaporization unit 206 similarly vaporizes the CNG transferred from the CNG tank 202.

제3 전달부(207)는 LPG 기화부(205), CNG 기화부(206) 및 인젝터(208) 사이에 배치되고, 제1 제어신호 및 제2 제어신호 중 어느 한 신호와 활성화구간이 전부 또는 일부가 중첩되는 제3 제어신호에 응답하여, 기화된 LPG 또는 기화된 CNG를 인젝터(208)에 전달한다. The third transfer unit 207 is disposed between the LPG vaporizer 205, the CNG vaporizer 206, and the injector 208, and any one of the first control signal and the second control signal and the activation period are all or not. In response to the overlapping third control signal, the vaporized LPG or the vaporized CNG is transmitted to the injector 208.

제3 전달부(207)는 제1 및 제2 전달부(203, 204)를 보완하기 위한 조절부로서, 안정을 위해 추가로 구비된 장치이다. The third transfer unit 207 is an adjusting unit for complementing the first and second transfer units 203 and 204 and is an additional device provided for stability.

이를 위해, 제3 전달부(207)는 3WV(3 way valve)로 설계된다.
To this end, the third transfer unit 207 is designed as a 3WV (3 way valve).

인젝터(208)은 기화된 LPG를 실린더의 흡입구에 분사하거나, 기화된 CNG를 실린더의 흡입구에 분사한다. The injector 208 injects vaporized LPG to the inlet of the cylinder, or injects vaporized CNG to the inlet of the cylinder.

앞서 설명한 바와 같이, 제1 전달부(203)와 제2 전달부(204) 및 제3 전달부(207)는 제어신호에 따라 LPG 또는 CNG를 인젝터(208)에 공급하기 때문에, 인젝터는(208)는 ECU의 제어에 따라 실린더에 해당 연료를 공급한다. As described above, since the first transfer unit 203, the second transfer unit 204, and the third transfer unit 207 supply the LPG or CNG to the injector 208 according to the control signal, the injector 208. ) Supplies the corresponding fuel to the cylinder under the control of the ECU.

이때, 도 2인 종래기술과 대비해 보면, 종래기술은 각 연료에 맞춰 인젝터를 별도로 구비하였으나, 본 실시예에서는 인젝터를 공통으로 사용하는 것을 확인할 수 있다. 실린더에는 연료가 개별적으로 공급되기 때문에, 인젝터가 각 연료마다 개별적으로 구비될 필요가 없는 점에 창안한 것이다.
At this time, in contrast to the prior art of Figure 2, the prior art is provided with an injector separately for each fuel, in this embodiment it can be seen that the injector is commonly used. Since fuel is supplied to the cylinder individually, the injector does not need to be provided separately for each fuel.

따라서, 본 실시예는 도 2인 종래기술 대비, 절반의 인젝터(208) 만으로도 동일한 효율의 바이퓨얼 시스템을 설계할 수 있다. 결과적으로, 인젝터(208)의 감소된 개수만큼 차량의 부피를 감소시킬 수 있다.
Thus, the present embodiment can design a bifuel system having the same efficiency with only half the injector 208 compared to the prior art of FIG. As a result, the volume of the vehicle can be reduced by a reduced number of injectors 208.

센서(209)는 CNG 기화부(205)와 제3 전달부(207) 사이에 배치되어, 기화된 CNG의 압력과 온도를 감지하여, 바이퓨얼 시스템의 오동작을 감시한다.
The sensor 209 is disposed between the CNG vaporizer 205 and the third transfer unit 207 to sense the pressure and temperature of the vaporized CNG to monitor the malfunction of the bifuel system.

한편, 도 1과 같은 차량에 본 실시예의 바이퓨얼 시스템을 접목할 경우, 도 3과 같은 시스템에, 가솔린이 저장되는 가솔린탱크, 가솔린탱크로부터 전달된 가솔린을 기화시키는 가솔린 기화부, 제1 및 제2 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제4 제어신호에 응답하여, 기화된 가솔린의 전달 여부를 결정하는 제4 전달부 및 제4 전달부에서 전달된 기화된 가솔린을 실린더의 흡입구에 분사하는 제2 인젝터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
On the other hand, when the bi-fuel system of the present embodiment is applied to the vehicle as shown in FIG. 1, the gasoline tank in which gasoline is stored, the gasoline vaporization unit for vaporizing gasoline delivered from the gasoline tank, first and second systems In response to the fourth control signal in which the control signal and the activation section do not overlap, the fourth delivery unit determining whether or not the vaporized gasoline is delivered, and the fourth injection unit injecting the vaporized gasoline transmitted from the fourth delivery unit to the inlet of the cylinder. It is preferable to further include two injectors.

101: LPG탱크 102: CNG탱크
103: LPG 기화부 104: CNG 기화부
105: 제1 전달부 106: 제2 전달부
107: 인젝터101: LPG tank 102: CNG tank
103: LPG vaporizer 104: CNG vaporizer
105: first delivery unit 106: second delivery unit
107: injector

Claims (5)

LPG가 저장되는 LPG탱크;
CNG가 저장되는 CNG탱크;
상기 LPG탱크로부터 전달된 상기 LPG를 기화시키는 LPG 기화부;
상기 CNG탱크로부터 전달된 상기 CNG를 기화시키는 CNG 기화부;
제1 제어신호에 응답하여, 상기 기화된 LPG의 전달 여부를 결정하는 제1 전달부;
상기 제1 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제2 제어신호에 응답하여, 상기 기화된 CNG의 전달 여부를 결정하는 제2 전달부;
상기 제1 전달부에서 전달된 상기 기화된 LPG를 실린더의 흡입구에 분사하거나, 상기 제2 전달부에서 전달된 상기 기화된 CNG를 상기 실린더의 흡입구에 분사하는 제1 인젝터
를 포함하는 바이퓨얼 시스템.
LPG tank in which LPG is stored;
CNG tank in which the CNG is stored;
LPG vaporization unit for vaporizing the LPG delivered from the LPG tank;
A CNG vaporizer which vaporizes the CNG transferred from the CNG tank;
A first transfer unit determining whether to deliver the vaporized LPG in response to a first control signal;
A second transfer unit determining whether to deliver the vaporized CNG in response to a second control signal in which the first control signal and the activation interval do not overlap;
A first injector for injecting the vaporized LPG delivered from the first delivery unit to the inlet of the cylinder, or for injecting the vaporized CNG delivered from the second delivery unit to the inlet of the cylinder
Bifuel system comprising a.
제 1 항에 있어서,
가솔린이 저장되는 가솔린탱크;
상기 가솔린탱크로부터 전달된 상기 가솔린을 기화시키는 가솔린 기화부;
상기 제1 및 제2 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제3 제어신호에 응답하여, 상기 기화된 가솔린의 전달 여부를 결정하는 제3 전달부; 및
상기 제3 전달부에서 전달된 상기 기화된 가솔린을 상기 실린더의 흡입구에 분사하는 제2 인젝터를 더 포함하는 바이퓨얼 시스템.
The method of claim 1,
A gasoline tank in which gasoline is stored;
A gasoline vaporizer which vaporizes the gasoline delivered from the gasoline tank;
A third transmission unit determining whether to deliver the vaporized gasoline in response to a third control signal in which the first and second control signals and the activation section do not overlap; And
And a second injector for injecting the vaporized gasoline delivered from the third delivery unit to the inlet of the cylinder.
LPG가 저장되는 LPG탱크;
CNG가 저장되는 CNG탱크;
제1 제어신호에 응답하여, 상기 LPG의 전달 여부를 결정하는 제1 전달부;
상기 제1 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제2 제어신호에 응답하여, 상기 CNG의 전달 여부를 결정하는 제2 전달부;
상기 제1 전달부로부터 전달된 상기 LPG를 기화시키는 LPG 기화부;
상기 제2 전달부로부터 전달된 상기 CNG를 기화시키는 CNG 기화부;
상기 기화된 LPG를 실린더의 흡입구에 분사하거나, 상기 기화된 CNG를 상기 실린더의 흡입구에 분사하는 제1 인젝터; 및
상기 LPG 기화부, CNG 기화부 및 상기 인젝터 사이에 배치되고, 상기 제1 제어신호 및 상기 제2 제어신호 중 어느 한 신호와 활성화구간이 전부 또는 일부가 중첩되는 제3 제어신호에 응답하여, 상기 기화된 LPG 또는 상기 기화된 CNG를 상기 인젝터에 전달하는 제3 전달부
를 포함하는 바이퓨얼 시스템.
LPG tank in which LPG is stored;
CNG tank in which the CNG is stored;
A first transmitter configured to determine whether to transmit the LPG in response to a first control signal;
A second transfer unit for determining whether to transfer the CNG in response to a second control signal in which the first control signal and the activation interval do not overlap;
An LPG vaporizer for vaporizing the LPG delivered from the first delivery unit;
A CNG vaporizer which vaporizes the CNG delivered from the second delivery unit;
A first injector for injecting the vaporized LPG into the inlet of the cylinder or injecting the vaporized CNG into the inlet of the cylinder; And
Disposed in between the LPG vaporizer, the CNG vaporizer, and the injector, in response to a third control signal in which all or part of the first control signal and the second control signal overlap with an activation section; Third delivery unit for delivering the vaporized LPG or the vaporized CNG to the injector
Bifuel system comprising a.
제 3 항에 있어서,
상기 CNG 기화부와 상기 제3 전달부 사이에 배치되어, 상기 기화된 CNG의 압력과 온도를 감지하는 제1 센서를 더 포함하는 바이퓨얼 시스템.
The method of claim 3, wherein
And a first sensor disposed between the CNG vaporizer and the third delivery unit, the first sensor configured to sense pressure and temperature of the vaporized CNG.
제 3 항에 있어서,
가솔린이 저장되는 가솔린탱크;
상기 가솔린탱크로부터 전달된 상기 가솔린을 기화시키는 가솔린 기화부;
상기 제1 및 제2 제어신호와 활성화구간이 중첩되지 않는 제4 제어신호에 응답하여, 상기 기화된 가솔린의 전달 여부를 결정하는 제4 전달부; 및
상기 제4 전달부에서 전달된 상기 기화된 가솔린을 상기 실린더의 흡입구에 분사하는 제2 인젝터를 더 포함하는 바이퓨얼 시스템.The method of claim 3, wherein
A gasoline tank in which gasoline is stored;
A gasoline vaporizer which vaporizes the gasoline delivered from the gasoline tank;
A fourth transmission unit determining whether to deliver the vaporized gasoline in response to a fourth control signal in which the first and second control signals and the activation period do not overlap; And
And a second injector for injecting the vaporized gasoline delivered from the fourth delivery unit to the inlet of the cylinder.
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US10746143B2 (en) 2016-08-05 2020-08-18 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine

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