KR20160072588A - Fuel level management apparatus and method of cng vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CNG 연료 탱크의 압력과 온도를 토대로 탱크 내의 메탄의 몰수를 계산한 후 이 몰 수를 토대로 CNG 탱크 내부의 잔여 연료량을 측정하는 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and a method for managing the fuel amount of a CNG fuel vehicle, and more particularly, to an apparatus and method for managing a fuel amount of a CNG fuel vehicle, And more particularly, to an apparatus and a method for managing a fuel amount of a CNG fuel vehicle.
차량의 연료는 가솔린 또는 가스를 사용하며, 특히 가스 연료로는 압축 천연 가스인 CNG(Compressed Natural Gas) 연료 또는 액화 석유 가스인 엘피지(LPG:Liquefied Propane Gas) 중 하나가 사용되고 있다. The fuel of the vehicle uses gasoline or gas, and in particular, one of compressed natural gas (CNG) or liquefied propane gas (LPG) is used as the gaseous fuel.
가스 연료 중 CNG 연료를 사용하여 엔진을 구동하는 자동차의 경우 고압으로 가압된 CNG가 연료 탱크 내에 저장된다.In the case of an automobile that drives an engine using CNG fuel among gaseous fuels, high pressure CNG is stored in the fuel tank.
CNG를 연료로 사용하는 차량에 있어서, CNG 연료를 저장하는 용기의 크기로는 부피가 사용되고 CNG 충전시에는 질량으로 사용된다. 그러나, 차량에서 CNG 연료에 대한 정보를 받는 상태량은 압력에 해당한다. 그 결과 종래의 CNG 차량 시스템에서는 압력을 기준으로 탱크 내에 연료가 어느 정도로 있는가에 대한 정보를 대략적으로 파악하였다. For vehicles using CNG as a fuel, the volume of the container storing the CNG fuel is used as the volume and used as the mass when the CNG is charged. However, the amount of state that receives information on CNG fuel in the vehicle corresponds to the pressure. As a result, in the conventional CNG vehicle system, the information about the degree of the fuel in the tank was roughly grasped based on the pressure.
그러나, 압력은 기상 연료에 해당하는 CNG가 온도와 같은 환경에 따라서 변화할 수 있는 상태량에 해당하므로, 단순히 압력을 잔여 연료량에 대한 지표로 이용하기에는 정확성이 결여될 수 있다. However, since the pressure corresponds to the amount of state in which the CNG corresponding to the vapor fuel can change according to the environment such as the temperature, it may lack accuracy in simply using the pressure as an index for the residual fuel amount.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-1998-0022008호(1998.06.25)에 개시되어 있다.
The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1998-0022008 (Jun. 25, 1998).
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 CNG 연료 탱크의 압력과 온도를 토대로 탱크 내의 메탄의 몰수를 계산한 후 이 몰 수를 토대로 CNG 탱크 내부의 잔여 연료량을 측정하는 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for measuring the amount of methane in a tank based on the pressure and temperature of a CNG fuel tank, And a method for managing the fuel amount of a CNG fueled vehicle.
본 발명의 다른 목적은 CNG 연료의 상태 고유량에 해당하는 질량으로 잔여 연료량과 주행 가능 거리를 계산하여 잔여 연료량과 주행 가능 거리에 대한 정확도 및 신뢰성을 향상시키는 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for managing the fuel amount of a CNG fuel vehicle which improves the accuracy and reliability of the residual fuel amount and the travelable distance by calculating the remaining fuel amount and the travelable distance with the mass corresponding to the state high flow rate of the CNG fuel .
본 발명의 또 다른 목적은 CNG 연료 차량에서의 연료 누출을 실제 분사량을 토대로 검출하여 연료 누출을 비교적 정확하게 판단하고, 판단 결과를 운전자에게 표출하여 운전자가 연료 누출에 적극적으로 대처할 수 있도록 하는 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a CNG fueling vehicle capable of detecting a fuel leak on a CNG fuel vehicle on the basis of an actual injection amount to determine a fuel leak relatively accurately and displaying a judgment result to a driver so that a driver can positively cope with a fuel leak. Fuel ratio control apparatus and method.
본 발명의 일 측면에 따른 CNG 차량의 연료량 관리 장치는 CNG(Compressed Natural Gas) 연료 탱크 내부에 저장된 연료의 압력을 감지하는 압력 센서; CNG 연료 탱크 내부에 저장된 연료의 온도를 감지하는 온도 센서; 및 상기 압력 센서와 상기 온도 센서에 의해 각각 감지된 압력과 온도를 이용하여 CNG 연료 탱크 내부의 몰 수를 계산하고, 계산된 몰 수를 토대로 연료의 잔여 연료량을 계산한 후 잔여 연료량을 출력부를 통해 표출하는 연료량 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for managing a fuel amount of a CNG vehicle, including: a pressure sensor for sensing a pressure of fuel stored in a CNG (Compressed Natural Gas) fuel tank; A temperature sensor for sensing the temperature of the fuel stored in the CNG fuel tank; And calculating the number of moles in the CNG fuel tank by using the pressure and temperature sensed by the pressure sensor and the temperature sensor, calculating the remaining fuel amount of the fuel based on the calculated number of moles, And a fuel amount measuring unit for displaying the fuel amount.
본 발명은, 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량에 기 계산된 평균 연비를 곱하여 주행 가능 거리를 계산하여 상기 출력부를 통해 표출하는 주행거리 계산부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized by further comprising a travel distance calculation unit for calculating the travelable distance by multiplying the residual fuel amount measured by the fuel amount measurement unit by the average fuel mileage calculated in advance and expressing the travelable distance through the output unit.
본 발명은, 기 설정된 시간 동안 인젝터를 통해 실제 분사된 분사량을 측정하는 분사량 측정부; 및 기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량, 및 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량에 따라 연료 누출 여부를 판단하는 연료 누출 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an injection amount measuring apparatus for measuring an injection amount actually injected through an injector for a predetermined period of time; And a fuel leakage judging unit for judging whether or not the fuel is leaked in accordance with the fuel amount obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring unit from the residual injection amount measured at the previous time point before the predetermined time and the residual fuel amount measured by the fuel amount measuring unit And further comprising:
본 발명에서, 상기 연료 누출 판단부는 기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량, 및 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량 간의 제1 오차가 제1 임계값 이상이면 연료 누출 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the fuel leakage judging unit may judge whether or not the first fuel injection amount between the fuel amount obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring unit and the residual fuel amount measured by the fuel amount measuring unit from the residual injection amount measured at the previous time, And determines whether or not the fuel leakage occurs if the error is equal to or greater than the first threshold value.
본 발명에서, 상기 연료 누출 판단부는 기 설정된 측정 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량이 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량을 초과하면 연료 누출로 판단하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, when the fuel amount obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring unit from the residual injection amount measured at a previous time before the predetermined measurement time exceeds the residual fuel amount measured by the fuel amount measuring unit Fuel leakage is determined.
본 발명에서, 상기 연료 누출 판단부는 기 설정된 설정 시간이 경과한 시점에서 측정된 잔여 분사량에서, 상기 이점 시점에서 측정된 연료량으로부터 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량을 차감하여 제2 오차를 검출하고, 제2 오차가 제1 오차보다 기 설정된 제2 임계값 이상 증가하면, 연료가 누출되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the fuel leakage determination unit may subtract a fuel amount obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measurement unit from the fuel amount measured at the advantage point, from the residual injection amount measured at the time when a predetermined set time has elapsed, And determines that the fuel leaks if the second error is increased by a second threshold value that is greater than the first error by a predetermined value.
본 발명의 일 측면에 따른 CNG 연료 차량의 연료량 관리 방법은 연료량 측정부가 CNG(Compressed Natural Gas) 연료 탱크 내부에 저장된 연료의 압력과 온도를 이용하여 CNG 연료 탱크 내부의 몰 수를 계산하는 단계; 상기 연료량 측정부가 계산된 몰 수를 토대로 연료의 잔여 연료량을 계산하는 단계; 및 상기 연료량 측정부가 잔여 연료량을 출력부를 통해 표출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. A method for managing a fuel amount of a CNG fuel vehicle according to an aspect of the present invention includes: calculating a number of moles of a CNG fuel tank using a fuel pressure and a temperature stored in a CNG (Compressed Natural Gas) fuel tank; Calculating a remaining fuel amount of the fuel based on the calculated number of moles of the fuel amount measuring unit; And exposing the residual fuel amount to the fuel amount measuring unit through an output unit.
본 발명은, 분사량 측정부가 기 설정된 시간 동안 인젝터를 통해 실제 분사된 분사량을 측정하는 단계; 및 연료 누출 판단부가 기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량, 및 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량에 따라 연료 누출 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that the step of measuring the injected amount of injected fuel injected through the injector for a predetermined period of time comprises: And a fuel leak amount judging unit that judges whether or not the fuel leakage is caused according to the fuel amount obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring unit from the residual injection amount measured at the previous time point before the fuel leak judging unit has been set a predetermined time and the residual fuel amount measured by the fuel amount measuring unit The method comprising the steps of:
본 발명은, 상기 연료 누출 판단부가 기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량, 및 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량 간의 제1 오차가 제1 임계값 이상이면 연료 누출 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is a fuel injection control apparatus for a fuel injection control system for an internal combustion engine, wherein the fuel leakage determination unit determines the fuel injection amount of the first fuel injection amount between the remaining fuel injection amount measured by the fuel injection amount measurement unit and the residual fuel amount measured by the fuel injection amount measurement unit And determining whether the fuel is leaking if the error is equal to or greater than the first threshold value.
본 발명은, 상기 연료 누출 판단부가 기 설정된 측정 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량이 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량을 초과하면 연료 누출로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. When the amount of fuel obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring unit from the residual injection amount measured at a previous time before the fuel leak determining unit has been set to a predetermined measurement time exceeds the residual fuel amount measured by the fuel amount measuring unit And judging the fuel leakage as a fuel leak.
본 발명은, 상기 연료 누출 판단부가 기 설정된 설정 시간이 경과한 시점에서 측정된 잔여 분사량에서, 상기 이점 시점에서 측정된 연료량으로부터 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량을 차감하여 제2 오차를 검출하고, 제2 오차가 제1 오차보다 기 설정된 제2 임계값 이상 증가하면, 연료가 누출되는 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention is characterized in that the fuel injection amount determining section subtracts the injection amount measured by the injection amount measuring section from the fuel injection amount measured at the advantage point in the residual injection amount measured at the time when the fuel leak determination section has elapsed after a predetermined set time elapses, And determining that the fuel leaks if the second error is increased by at least a second threshold value set before the first error by a predetermined amount.
본 발명은 CNG 연료 탱크의 압력과 온도를 토대로 탱크 내의 메탄의 몰수를 계산한 후 이 몰 수를 토대로 잔여 연료량을 측정하여 CNG 탱크 내부의 잔여 연료량으로 변환하여 잔여 연료량과 주행 가능 거리에 대한 정확도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다. The present invention calculates the number of moles of methane in the tank based on the pressure and temperature of the CNG fuel tank, measures the amount of residual fuel based on the number of moles of the methane, converts the amount of residual fuel into the amount of fuel remaining in the CNG tank, So that reliability can be improved.
본 발명은 CNG 연료 차량에서의 연료 누출을 실제 분사량을 토대로 검출하여 연료 누출을 비교적 정확하게 판단하고, 판단 결과를 운전자에게 표출하여 운전자가 연료 누출에 적극적으로 대처할 수 있도록 한다.
The present invention detects a fuel leak in a CNG fueled vehicle on the basis of an actual injection amount, judges a fuel leak relatively accurately, and displays a judgment result to a driver so that a driver can positively cope with a fuel leak.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNG 연료 차량의 연료량 관리 방법의 순서도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 누출 판단 과정을 도시한 순서도이다. 1 is a block diagram of an apparatus for managing fuel amount of a CNG fuel vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a fuel amount management method of a CNG fueled vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a fuel leak determination process according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다. Hereinafter, an apparatus and method for managing a fuel amount of a CNG fueled vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. Further, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, the intention or custom of the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치의 블럭 구성도이다.1 is a block diagram of an apparatus for managing fuel amount of a CNG fuel vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치는 압력 센서(10), 온도 센서(20), 연료량 측정부(30), 주행 거리 계산부(40), 분사량 측정부(50), 연료 누출 판단부(60) 및 출력부(70)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a fuel amount management device for a CNG fuel-economy vehicle according to an embodiment of the present invention includes a
압력 센서(10)는 CNG(Compressed Natural Gas) 연료 탱크(미도시) 내부에 저장되어 있는 연료의 압력을 감지한다. 여기서, CNG 연료 탱크는 내부의 연료를 가압 상태로 저장한다. The
온도 센서(20)는 CNG 연료 탱크 내부에 저장되어 있는 연료의 온도를 감지한다. The
참고로, 압력 센서(10)와 온도 센서(20)에 의해 감지된 연료는 메탄의 압력과 온도에 해당될 수 있다. 통상, CNG 연료의 조성은 메탄 단일 원소의 구성은 아니나, 메탄은 조성에서 90% 이상을 차지하므로 실제 요구 수준을 충분히 충족 가능하다. For reference, the fuel sensed by the
연료량 측정부(30)는 압력 센서(10)에 의해 감지된 연료의 압력, 및 온도 센서(20)에 의해 측정된 연료의 온도를 이용하여 CNG 연료 탱크 내부에 남아 있는 잔여 연료량을 측정한다. The fuel
구체적으로 설명하면, 연료량 측정부(30)는 상기한 바와 같이 압력 센서(10)와 온도 센서(20) 각각으로부터 연료의 압력과 온도가 감지되면 기 설정되어 있는 CNG 연료 탱크의 상태 정보를 검출한다. 여기서, CNG 연료 탱크의 상태 정보에는 상기한 메탄의 압력과 온도를 이용하여 반 데르 발스 방정식에 적용되는 정보가 모두 포함될 수 있다. More specifically, the fuel
즉, 연료량 측정부(30)는 메탄의 압력과 온도 및 상태 정보를 반 데르 발스 방정식 에 대입하여 메탄의 몰 수를 계산한다. 여기서, 반 데르 발스 방정식의 P는 실린더(미도시) 내부의 메탄의 압력이고, n은 실린더 내부의 메탄의 총 몰수이며, V는 CNG 연료 차량에 설정된 실린더의 전체 부피이며, R은 메탄 가스의 상수로서 0.0821L.atm/mol.k이며, T는 온도 센서(20)에 의해 측정된 CNG 연료 탱크 내부의 온도로서 켈빈온도로 변환된 값이며, a와 b는 반 데르 발스 상수로서 각각 2.283과 0.04278이다. That is, the fuel
연료량 측정부(30)는 상기한 바와 같이 반 데르 발스 방정식을 통해 계산된 몰 수에 몰 질량(molar mass)을 곱하여 CNG 탱크 내부에 있는 CNG 연료의 질량, 즉 잔여 연료량을 계산한다. The fuel
이어 연료량 측정부(30)는 CNG 연료의 잔여 연료량을 출력부(70) 등의 클러스터와 같은 계기판 정보로 표출될 수 있도록 변환하여 출력부(70)를 통해 표출한다. Then, the fuel
주행 거리 계산부(40)는 상기한 연료량 측정부(30)에 의해 측정된 잔여 연료량에 기 산출된 평균 연비(km/kg)을 곱함으로써, 잔여 연료량에 대응되는 주행 가능 거리를 계산한다. The
분사량 측정부(50)는 엔진 제어 로직에서 인젝션(미도시)을 통해 실린더(미도시)에 실제로 분사되는 실제 분사량을 측정한다. The injection
구체적으로 설명하면, 분사량 측정부(50)는 기 설정된 시간 동안 분사되는 연료의 분사량을 누적하여 실제 분사량을 측정하는데, 이는 아래의 수학식 1을 통해 계산될 수 있다. More specifically, the injection
여기서, relative fuel mass[%]는 공기량으로부터 분사해야 할 연료 분사량[%]에 대한 값으로서, 표준상태에 대한 상대적인 값이다. 일 예로, relative fuel mass[%]에서 상대적인 공기충진률이 100[%]라 함은 273K, 1atm에서 최대로 흡입할 수 있는 공기량에 해당하는 것이고, 엔진의 상태에 따른 최대치와 비교하여 상대적인 수치로 표현되는 공기량이다. 여기서, relative fuel mass[%]는 공급 연료 압력, 온도, 흡기압 등과 같은 인자들에 의해 보정될 수 있다. Here, the relative fuel mass [%] is a value relative to the standard state as a value for the fuel injection amount [%] to be injected from the air amount. For example, relative air mass [%] of a relative fuel mass [%] is 100 [%], which corresponds to the amount of air that can be absorbed at a maximum of 273 K, 1 atm and is a relative value The amount of air to be expressed. Here, the relative fuel mass [%] can be corrected by factors such as supplied fuel pressure, temperature, intake pressure, and the like.
연료 누출 판단부(60)는 기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 분사량 측정부(50)에 의해 측정된 분사량을 차감하여 연료량을 계산하고, 이 연료량을 상기한 연료량 측정부(30)에 의해 측정된 잔여 연료량과 비교하여 비교 결과에 따라 연료 누출을 판단한다. The fuel
이 경우, 연료 누출 판단부(60)는 기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 분사량 측정부(50)에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량 및 연료량 측정부(30)에 의해 측정된 잔여 연료량 간의 제1 오차가 제1 임계값 이상이면 연료 누출 여부를 판단한다. In this case, the fuel
이때 연료 누출 판단부(60)는 연료량 측정부(30)에 의해 측정된 잔여 연료량, 및 기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 분사량 측정부(50)에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량을 비교하고, 비교 결과에 따라 연료 누출을 출력부(70)를 통해 출력한다.At this time, the fuel
이어 연료 누출 판단부(60)는 상기한 바와 같이 제1 오차를 토대로 연료 누출을 판단한 후, 설정 시간이 경과하면 설정 시간이 경과한 시점에서 측정된 잔여 분사량에서, 상기한 이점 시점에서 측정된 연료량으로부터 분사량 측정부(50)에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량을 차감하여 제2 오차를 검출하고, 검출된 제2 오차와 제1 오차를 비교한다. 이때 제2 오차가 제1 오차보다 기 설정된 제2 임계값 이상 증가하면, 연료 누출 판단부(60)는 비교적 다량의 연료가 누출되는 것으로 판단한다. The fuel
출력부(70)는 상기한 바와 같이 연료 잔여량, 주행 가능 거리 및 연료 누출 판단 결과 등을 출력한다. 출력부(70)로는 차량 내부에 구비된 클러스터 등이 채용될 수 있다.The
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 CNG 연료 차량의 연료량 관리 방법을 도 2 와 도 3 을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a fuel amount management method of a CNG fueled vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 CNG 연료 차량의 연료량 관리 방법의 순서도이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 누출 판단 과정을 도시한 순서도이다. FIG. 2 is a flowchart of a fuel amount management method of a CNG fueled vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a fuel leak determination process according to an embodiment of the present invention.
도 2 를 참조하면, 먼저 압력 센서(10)가 CNG 연료 탱크(미도시) 내부에 저장되어 있는 연료의 압력을 감지하고(S10), 온도 센서(20)가 CNG 연료 탱크 내부에 저장되어 있는 연료의 온도를 감지한다(S20). 2, first, the
압력 센서(10)와 온도 센서(20)에 의해 CNG 연료 탱크 내부의 압력 및 온도가 감지되면, 기 설정되어 있는 CNG 연료 탱크의 상태 정보를 검출하고, 연료의 압력과 온도 및 상태 정보를 반 데르 발스 방정식 에 대입하여 연료의 몰 수를 계산한다(S30). When the pressure and temperature inside the CNG fuel tank are sensed by the
이어 연료량 측정부(30)는 상기한 바와 같이 반 데르 발스 방정식을 통해 계산된 몰 수에 몰 질량(molar mass)을 곱하여 CNG 탱크 내부에 있는 CNG 연료의 잔여 연료량을 계산한다(S40). Then, the fuel
상기한 바와 같이 CNG 연료 탱크 내부의 연료 잔여량이 측정되면, 연료량 측정부(30)는 CNG 연료의 잔여 연료량을 출력부(70) 등의 클러스터와 같은 계기판 정보로 표출될 수 있도록 변환하여 출력부(70)를 통해 표출한다(S50).When the remaining fuel amount in the CNG fuel tank is measured as described above, the fuel
이어 주행 거리 계산부(40)는 상기한 연료량 측정부(30)에 의해 측정된 잔여 연료량에 기 산출된 평균 연비(km/kg)을 곱하여 잔여 연료량에 대응되는 주행 가능 거리를 계산하고, 계산한 주행 가능 거리를 출력부(70)를 통해 표출한다(S60). The travel
다음으로, 분사량 측정부(50)가 엔진 제어 로직에서 인젝션을 통해 실린더에 실제로 분사되는 실제 분사량을 측정한다. 이 경우 연료 누출 판단부(60)는 분사량 측정부(50)에서 측정된 실제 분사량을 이용하여 연료가 누출되었는지 여부를 판단한다(S70). Next, the injection
즉, 연료 누출 판단부(60)는 연료량 측정부(30)에 의해 측정된 잔여 연료량(mt_current)에서, 기 설정된 시간 이전의 이전 시점에 측정된 잔여 분사량(mt_old)에서 분사량 측정부(50)에 의해 측정된 분사량(mc)을 차감한 연료량(mt_old-mc)를 차감함으로써, 제1 오차(dm)를 계산하고, 이 제1 오차가 기 설정된 제1 임계값을 초과하는지 여부를 토대로 연료 누출 과정을 수행할지 여부를 판단한다. That is, the fuel
단계(S70)에서의 판단 결과 제1 오차가 기 설정된 제1 임계값을 초과하면, 연료 누출 판단부(60)는 도 3 에 도시된 바와 같이 기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량(mt_old)에서 분사량 측정부(50)에 의해 측정된 분사량(mc)을 차감한 연료량(mt_old-mc)이 상기한 연료량 측정부(30)에 의해 측정된 잔여 연료량(mt_current)을 초과하는지 여부를 판단하고(S710), 판단 결과 연료량(mt_old-mc)이 잔여 연료량(mt_current)을 초과하면 연료 누출로 판단한다(S720). As a result of the determination in step S70, if the first error exceeds the predetermined first threshold value, the fuel
이어 연료 누출 판단부(60)는 설정 시간이 경과하는지 여부를 판단하고(S730), 판단 결과 설정 시간이 경과하면, 설정 시간이 경과하면 설정 시간이 경과한 시점에서 측정된 잔여 분사량(mt_current)에서, 상기한 이점 시점에서 측정된 연료량(mt_old)으로부터 분사량 측정부(50)에 의해 측정된 분사량(mc)을 차감한 연료량을 차감하여 제2 오차(mt_current-mt_old-mc)를 검출하고, 검출된 제2 오차(mt_current-mt_old-mc)가 제1 오차보다 기 설정된 제2 임계값 이상 증가하였는지 여부를 판단한다(S740).If the set time has elapsed, the fuel
단계(S740)에서의 판단 결과 제2 오차가 제1 오차보다 제2 임계값 이상 증가하면 비교적 다량의 연료가 누출되는 것으로 판단한다. If it is determined in step S740 that the second error is greater than the first error by the second threshold value, it is determined that a relatively large amount of fuel leaks.
이어 연료 누출 판단부(60)에 의해 연료가 누출되는지 여부가 판단될 때마다, 출력부(70)는 연료 누출 판단부(60)의 판단 결과를 출력한다(S80).The
이와 같이 본 실시예는 CNG 연료 탱크의 압력과 온도를 토대로 탱크 내의 메탄의 몰수를 계산한 후 이 몰 수를 토대로 잔여 연료량을 계산하여 CNG 탱크 내부의 잔여 연료량으로 변환하여 잔여 연료량과 주행 가능 거리에 대한 정확도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다. Thus, the present embodiment calculates the number of moles of methane in the tank based on the pressure and the temperature of the CNG fuel tank, calculates the residual fuel amount based on the number of moles, converts the residual fuel amount into the remaining fuel amount in the CNG tank, Thereby improving the accuracy and reliability.
또한 본 실시예는 CNG 연료 차량에서의 연료 누출을 실제 분사량을 토대로 검출하여 연료 누출을 비교적 정확하게 판단하고, 판단 결과를 운전자에게 표출하여 운전자가 연료 누출에 적극적으로 대처할 수 있도록 한다. The present embodiment also detects the fuel leakage in the CNG fuel-fueled vehicle on the basis of the actual injection amount, judges the fuel leakage relatively accurately, and displays the judgment result to the driver so that the driver can positively cope with the fuel leakage.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
10: 압력 센서
20: 온도 센서
30: 연료량 측정부
40: 주행 거리 계산부
50: 분사량 측정부
60: 연료 누출 판단부
70: 출력부 10: Pressure sensor
20: Temperature sensor
30: fuel amount measuring unit
40: mileage calculation unit
50:
60: Fuel leak judgment unit
70:
Claims (11)
CNG 연료 탱크 내부에 저장된 연료의 온도를 감지하는 온도 센서; 및
상기 압력 센서와 상기 온도 센서에 의해 각각 감지된 압력과 온도를 이용하여 CNG 연료 탱크 내부의 몰 수를 계산하고, 계산된 몰 수를 토대로 연료의 잔여 연료량을 계산한 후 잔여 연료량을 출력부를 통해 표출하는 연료량 측정부를 포함하는 CNG 차량의 연료량 관리 장치.
A pressure sensor for sensing the pressure of the fuel stored in the CNG (Compressed Natural Gas) fuel tank;
A temperature sensor for sensing the temperature of the fuel stored in the CNG fuel tank; And
Calculating the number of moles in the CNG fuel tank by using the pressure and temperature sensed by the pressure sensor and the temperature sensor, calculating the remaining fuel amount of the fuel based on the calculated number of mols, And a fuel amount measurement unit for measuring the fuel amount of the CNG vehicle.
2. The CNG fueling control device according to claim 1, further comprising a travel distance calculating unit for calculating a travelable distance by multiplying the residual fuel amount measured by the fuel amount measuring unit by the average fuel mileage calculated in advance, Fuel ratio.
기 설정된 시간 동안 인젝터를 통해 실제 분사된 분사량을 측정하는 분사량 측정부; 및
기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량, 및 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량에 따라 연료 누출 여부를 판단하는 연료 누출 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치.
The method according to claim 1,
An injection quantity measuring unit for measuring an actual injection quantity through the injector for a preset time; And
A fuel leakage judging unit for judging whether or not the fuel is leaked according to the fuel amount obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring unit from the residual injection amount measured at a previous time before the preset time and the residual fuel amount measured by the fuel amount measuring unit Further comprising a control unit for controlling the fuel amount of the CNG fueled vehicle.
기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량, 및 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량 간의 제1 오차가 제1 임계값 이상이면 연료 누출 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치.
4. The fuel cell system according to claim 3, wherein the fuel leakage determination unit
When the first error between the fuel amount obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring section and the residual fuel amount measured by the fuel amount measuring section from the residual injection amount measured at a previous time before the predetermined time is equal to or greater than the first threshold value, Fuel ratio of the CNG fueled vehicle.
기 설정된 측정 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량이 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량을 초과하면 연료 누출로 판단하는 것을 특징으로 하는 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치.
5. The fuel cell system according to claim 4, wherein the fuel leakage determination unit
When the amount of fuel, which is obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring unit, from the residual injection amount measured at a previous time before the predetermined measurement time exceeds the residual fuel amount measured by the fuel amount measuring unit CNG fuel vehicle fuel management device.
기 설정된 설정 시간이 경과한 시점에서 측정된 잔여 분사량에서, 상기 이점 시점에서 측정된 연료량으로부터 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량을 차감하여 제2 오차를 검출하고, 제2 오차가 제1 오차보다 기 설정된 제2 임계값 이상 증가하면, 연료가 누출되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 CNG 연료 차량의 연료량 관리 장치.
6. The fuel cell system according to claim 5, wherein the fuel leakage determination unit
A second error is detected by subtracting the fuel amount obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring section from the fuel amount measured at the advantage point in the residual injection amount measured at the time when the predetermined set time has elapsed, And determines that the fuel leaks if the first error is increased beyond a second threshold value that is set before the first error.
상기 연료량 측정부가 계산된 몰 수를 토대로 연료의 잔여 연료량을 계산하는 단계; 및
상기 연료량 측정부가 잔여 연료량을 출력부를 통해 표출하는 단계를 포함하는 CNG 차량의 연료량 관리 방법.
Calculating a number of moles inside the CNG fuel tank using the pressure and temperature of the fuel stored in the CNG (Compressed Natural Gas) fuel tank;
Calculating a remaining fuel amount of the fuel based on the calculated number of moles of the fuel amount measuring unit; And
And displaying the remaining amount of fuel through the output unit.
분사량 측정부가 기 설정된 시간 동안 인젝터를 통해 실제 분사된 분사량을 측정하는 단계; 및
연료 누출 판단부가 기 설정된 시간 이전의 이전 시점에서 측정된 잔여 분사량에서 상기 분사량 측정부에 의해 측정된 분사량을 차감한 연료량, 및 상기 연료량 측정부에 의해 측정된 잔여 연료량에 따라 연료 누출 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNG 연료 차량의 연료량 관리 방법.
8. The method of claim 7,
Measuring an injection amount measured by the injection amount measuring unit through the injector for a preset time; And
Fuel leakage is determined according to the fuel amount obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring unit from the residual injection amount measured at the previous time point before the fuel leak determination unit has been set and the residual fuel amount measured by the fuel amount measuring unit Further comprising the step of: determining a fuel amount of the CNG fueled vehicle.
The fuel injection control device according to claim 8, further comprising: a fuel injection amount calculation unit for calculating a fuel injection amount based on the fuel injection amount, And determining whether or not the fuel leakage occurs if the first error is equal to or greater than the first threshold value.
10. The fuel injection amount estimating apparatus according to claim 9, wherein the fuel leakage amount determining unit determines the fuel amount obtained by subtracting the injection amount measured by the injection amount measuring unit from the residual injection amount measured at a previous time before the predetermined measurement time, And if it is determined that the fuel leakage is excessive, determining that the fuel leakage is excessive.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180112770A (en) * | 2015-12-18 | 2018-10-12 | 앙기 | Method and system for calculating autonomous periods of non-refrigerated tanks containing LNG in real time |
KR20190027368A (en) * | 2016-06-30 | 2019-03-14 | 엔지 | Method and system for calculating in real time the amount of energy transported in a non-cooled, pressurized, liquefied natural gas tank |
KR102075005B1 (en) * | 2018-12-31 | 2020-02-10 | 현대오트론 주식회사 | Control Method For CNG Bi-Fuel Vehicle Without Fuel Tank Pressure Sensor, And Vehicle Operated Thereby |
US11667229B2 (en) | 2017-08-18 | 2023-06-06 | Carrier Corporation | Natural gas tank pressure control for transport refrigeration unit |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004144128A (en) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel gas filling device |
JP2014181597A (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Daihatsu Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
-
2014
- 2014-12-15 KR KR1020140180406A patent/KR101646550B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004144128A (en) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel gas filling device |
JP2014181597A (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Daihatsu Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180112770A (en) * | 2015-12-18 | 2018-10-12 | 앙기 | Method and system for calculating autonomous periods of non-refrigerated tanks containing LNG in real time |
KR20190027368A (en) * | 2016-06-30 | 2019-03-14 | 엔지 | Method and system for calculating in real time the amount of energy transported in a non-cooled, pressurized, liquefied natural gas tank |
US11293594B2 (en) | 2016-06-30 | 2022-04-05 | Engie | Method and system for the real-time calculation of the amount of energy transported in a non-refrigerated, pressurised, liquefied natural gas tank |
US11667229B2 (en) | 2017-08-18 | 2023-06-06 | Carrier Corporation | Natural gas tank pressure control for transport refrigeration unit |
KR102075005B1 (en) * | 2018-12-31 | 2020-02-10 | 현대오트론 주식회사 | Control Method For CNG Bi-Fuel Vehicle Without Fuel Tank Pressure Sensor, And Vehicle Operated Thereby |
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