KR20220040066A - 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치 - Google Patents

연료펌프 리저버의 연료 충진 장치 Download PDF

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박정훈
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치를 제공한다. 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치는 연료를 저장하는 연료탱크의 내부에 장착되는 리저버, 상기 리저버의 내부에 장착되어 상기 리저버 내의 연료를 엔진으로 송출하는 동시에 일부 연료를 연료분기라인으로 토출시키는 연료펌프, 상기 연료펌프에서 상기 엔진으로 연료를 송출하는 연료공급라인 상에 배치되어 상기 연료공급라인에 인가되는 압력을 해소하는 릴리프 밸브, 상기 연료분기라인으로부터의 연료 제트 흐름을 이용하여 상기 연료탱크 내의 연료를 상기 리저버 내에 충진시키는 제1 제트펌프, 상기 릴리프 밸브로부터 연료가 리턴되는 연료리턴라인으로부터의 연료 제트 흐름을 이용하여 상기 연료탱크 내의 연료를 상기 리저버 내에 충진시키는 제2 제트펌프 및 차량의 주행모드에 기초하여 상기 제2 제트펌프의 동작을 제어하는 연료펌프 컨트롤 모듈(Fuel Pump Control Module: FPCM)를 포함한다.

Description

연료펌프 리저버의 연료 충진 장치{Fuel fill system of fuel pump reservoir}
본 발명은 차량의 주행모드에 따라 작동되는 제트 펌프의 수를 달리하는 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 연료공급장치는 모든 운전조건하에서 엔진에 필요한 연료를 원활하게 공급하는 장치로서, 엔진의 출력이나 성능을 크게 좌우하는 요소 중 하나이다. 차량에는 엔진으로 공급되는 연료의 저장을 위한 연료탱크가 구비되고, 연료탱크의 내부에는 엔진으로 연료가 결핍 없이 원활하게 공급 가능하도록 리저버가 장착되어 있다. 리저버 내의 연료는 연료펌프를 통해 엔진으로 공급된다. 엔진으로의 연료 공급에도 리저버 내에 연료를 충분히 충진하기 위해 제트펌프가 리저버 내에 배치된다.
다만, 고속 서킷 주행과 같이 차량이 최대 연료 소비 조건에서 주행 중인 경우, 리저버 내에 충진되는 연료가 부족하여 엔진 부조 및 시동 꺼짐 현상이 발생하는 문제점이 있다. 리저버 내의 연료 충진 성능을 개선하기 위하여 연료펌프의 모터 유량을 증대시키는 방법이 적용될 수 있지만, 저 연료상태에서 속 서킷 주행 시에는 모터 유량 증대만으로는 리저버 내에 연료를 충진하는데 한계가 있는 문제점이 있다. 또한, 복수개의 제트펌프들을 리저버 내에 배치하는 방법도 적용될 수 있으나, 상시 2개 이상의 제트펌프들이 상시 구동되어 차량의 연비가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 차량이 고속으로 서킷을 주행하는 경우에 연료탱크에서 리저버 내로 연료를 충진하는 능력을 향상시킬 수 있는 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 차량의 주행모드에 따라 동작되는 제트 펌프들의 수를 달리하는 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치를 제공한다. 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치는 연료를 저장하는 연료탱크의 내부에 장착되는 리저버, 상기 리저버의 내부에 장착되어 상기 리저버 내의 연료를 엔진으로 송출하는 동시에 일부 연료를 연료분기라인으로 토출시키는 연료펌프, 상기 연료펌프에서 상기 엔진으로 연료를 송출하는 연료공급라인 상에 배치되어 상기 연료공급라인에 인가되는 압력을 해소하는 릴리프 밸브, 상기 연료분기라인으로부터의 연료 제트 흐름을 이용하여 상기 연료탱크 내의 연료를 상기 리저버 내에 충진시키는 제1 제트펌프, 상기 릴리프 밸브로부터 연료가 리턴되는 연료리턴라인으로부터의 연료 제트 흐름을 이용하여 상기 연료탱크 내의 연료를 상기 리저버 내에 충진시키는 제2 제트펌프 및 차량의 주행모드에 기초하여 상기 제2 제트펌프의 동작을 제어하는 연료펌프 컨트롤 모듈(Fuel Pump Control Module: FPCM)를 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 차량의 주행모드는 일반모드와 서킷모드로 분류되고, 상기 차량의 주행모드는 클러스터에 의해 판단된 것을 상기 연료펌프 컨트롤 모듈가 수신한다.
일 예에 의하여, 상기 차량의 주행모드가 서킷모드인 것으로 판단된 경우, 상기 연료펌프 컨트롤 모듈은 상기 연료펌프를 제어하여 기설정된 압력 이상으로 송출하는 연료압력을 높인다.
일 예에 의하여, 상기 연료펌프에서 송출되는 연료의 압력이 상기 기설정된 압력 이상이 되는 경우, 상기 릴리프 밸브가 개방되어 상기 연료리턴라인으로 연료가 유동되고, 상기 릴리프 밸브의 개방 압력은 상기 기설정된 압력보다 작다.
일 예에 의하여, 상기 연료리턴라인으로 유동되는 연료에 의해 상기 제2 제트 펌프가 구동된다.
일 예에 의하여, 상기 엔진으로 송출되는 연료의 압력을 측정하는 압력 센서를 더 포함하고, 상기 압력 센서가 측정한 연료의 압력이 정상 범위를 벗어나는 경우, 상기 연료펌프 컨트롤 모듈은 상기 연료펌프의 듀티를 100%로 고정 제어한다.
일 예에 의하여, 상기 압력 센서가 측정한 연료의 압력이 정상 범위 내인 경우, 상기 연료펌프 컨트롤 모듈은 상기 릴리프 밸브의 개방 압력을 유지시킨다.
일 예에 의하여, 상기 연료펌프에서 송출되는 연료의 압력이 상기 릴리프 밸브의 개방압력보다 낮으면 상기 제1 제트펌프만이 동작되고, 상기 연료펌프에서 송출되는 연료의 압력이 상기 릴리프 밸브의 개방압력 이상이면 상기 제1 제트펌프와 상기 제2 제트펌프 모두가 동작된다.
일 예에 의하여, 상기 제1 제트펌프는 연료가 통과하는 제1 분사홀을 구비한 제1 노즐을 포함하고, 상기 제2 제트펌프는 연료가 통과하는 제2 분사홀을 구비한 제2 노즐을 포함하고, 상기 제2 분사홀의 직경은 상기 제1 분사홀의 직경보다 크다.
일 예에 의하여, 상기 차량의 주행모드는 클러스터에 의해 판단되고, 상기 클러스터는 상기 차량에 적용되는 차체자세제어장치(Electronic stability control: ESC)의 오프(OFF) 여부에 기초하여 상기 차량의 주행모드가 일반모드인지 서킷모드인지 판단한다.
일 예에 의하여, 상기 차량의 주행모드는 클러스터에 의해 판단되고, 상기 클러스터는 연료 게이지의 하강 시간을 제한하는 설정값인 댐핑시간과 상기 연료 게이지가 풀(Full)에서 엠티(Empty)까지 엔진의 연료 소비로 인해 실제로 하강하는 시간인 응답시간을 비교하여 상기 차량의 주행모드가 일반모드인지 서킷모드인지 판단한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 차량의 주행모드가 서킷모드일 때 제2 제트펌프가 가동되어 리저버 내로 연료가 충진되는 능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 압력센서에 고장이 발생된 경우 연료펌프의 듀티가 100%로 고정 제어됨에 따라 차량의 서킷모드에서 엔진으로의 연료 공급이 원활히 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제트 펌프들을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프 리저버의 연료 충진 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행모드를 판단하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 주행모드를 판단하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프 리저버의 연료 충진 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제트 펌프들을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치(1)는 연료탱크(10), 리저버(20), 연료펌프(30), 필터(40), 릴리프 밸브(50) 및 제트펌프들(61, 63)으로 구성될 수 있다. 리저버(20), 연료펌프(30), 필터(40), 릴리프 밸브(50) 및 제트펌프들(61, 63)은 연료탱크(10) 내부에 배치된 구성들일 수 있다.
리저버(20)는 연료를 저장하는 연료탱크(10)의 내부에 장착될 수 있다. 리저버(20)는 연료탱크(10) 내에 연료가 충분하지 않은 상태 혹은 차량이 경사로를 주행하는 경우와 같은 가혹한 주행 조건에서 원활한 연료의 공급을 위해 연료가 미리 채워지는 공간을 의미할 수 있다.
연료펌프(30)는 리저버(20) 내부에 장착되어 리저버(20) 내의 연료를 엔진으로 송출할 수 있다. 연료펌프(30)는 리저버(20) 내의 연료의 일부를 연료분기라인(81)으로 토출시킬 수 있다. 연료펌프(30)가 엔진으로 송출시키는 연료는 필터(40)로 유입될 수 있다. 연료펌프(30)의 하부에는 연료 유입구(35)가 제공될 수 있고, 연료 유입구(35)는 유입 필터(38)와 연결될 수 있다. 유입 필터(38)는 리저버(20) 내의 연료가 연료펌프(30)로 유입되는 경우에 연료를 필터링할 수 있다. 유입 필터(38)에 의해 필터링된 연료는 연료 유입구(35)를 통해 연료펌프(30)로 유입될 수 있다.
필터(40)는 연료펌프(30)에서 엔진 측으로 압송되는 연료의 필터링을 위한 구성일 수 있다. 필터(40)를 통과한 연료는 릴리프 밸브(50)로 유동될 수 있다.
릴리프 밸브(50)는 연료펌프(30)에서 엔진으로 연료를 송출하는 연료공급라인(82) 상에 배치될 수 있다. 릴리프 밸브(50)는 연료공급라인(82)에 인가되는 압력을 해소할 수 있다. 다시 말해, 릴리프 밸브(50)는 고압의 연료가 연료공급라인(82)에 흐르는 경우에 연료의 일부는 연료리턴라인(83)으로 흐르도록 할 수 있다. 릴리프 밸브(50)는 연료의 압력이 릴리프 밸브(50)의 개방 압력에 도달하는 경우 개방될 수 있다. 예를 들어, 릴리프 밸브(50)의 개방 압력은 5.5 bar일 수 있다. 따라서, 릴리프 밸브(50)로 인가되는 연료의 압력이 릴리프 밸브(50)의 개방 압력보다 큰 경우, 연료는 연료공급라인(82)과 연료리턴라인(83)으로 유동될 수 있다.
제트펌프들(61, 63)은 리저버(20)의 하부에 배치될 수 있다. 제트 펌프들(61, 63)은 연료분기라인(81)으로부터의 연료 제트 흐름을 이용하여 연료탱크(10) 내의 연료를 리저버(20) 내에 충진시키는 제1 제트펌프(61) 및 릴리프 밸브(50)로부터 연료가 리턴되는 연료리턴라인(83)으로부터의 연료 제트 흐름을 이용하여 연료탱크(10) 내의 연료를 리저버(20) 내에 충진시키는 제2 제트펌프(63)을 포함할 수 있다. 제1 제트펌프(61)는 연료분기라인(81)과 연결될 수 있고, 제2 제트펌프(63)는 연료리턴라인(83)과 연결될 수 있다. 제1 제트펌프(61)는 연료분기라인(81)을 통해 상시 연료가 공급되므로 상시 가동될 수 있다. 제2 제트펌프(63)는 릴리프 밸브(50)가 개방될 때에만 연료리턴라인(83)으로부터 연료가 공급되므로 릴리프 밸브(50)가 개방되는 경우에만 제2 제트펌프(63)가 가동될 수 있다. 즉, 제2 제트펌프(63)는 릴리프 밸브(50)로 유입되는 연료의 압력이 릴리프 밸브(50)의 개방 압력보다 큰 경우에만 가동될 수 있다.
제1 제트펌프(61)는 연료가 통과하는 제1 분사홀(61b)을 구비한 제1 노즐(61a)을 포함할 수 있다. 제2 제트펌프(63)는 연료가 통과하는 제2 분사홀(63b)을 구비한 제2 노즐(63a)을 포함할 수 있다. 제1 분사홀(61b) 및 제2 분사홀(63b)은 연료가 통과하기 위해 개방된 공간을 의미할 수 있다. 이 때, 제2 분사홀(63b)의 직경(d2)은 제1 분사홀(63a)의 직경(d1)보다 클 수 있다. 연료펌프(30)로부터 송출되는 연료의 압력이 증가될수록 제2 제트펌프(63)로 유동되는 연료의 압력이 증가될 수 있다. 차량이 서킷을 주행하는 경우에는 연료펌프(30)로부터 송출되는 연료의 압력은 릴리프 밸브(50)의 개방 압력보다 상당히 커지는 경우가 빈번하게 발생될 수 있다. 이런 경우에, 연료리턴라인(83)을 포함한 시스템 전체의 압력이 상승되는 것을 방지하기 위해 제2 분사홀(63b)의 직경(d2)은 제1 분사홀(63a)의 직경(d1)보다 클 수 있다.
연료공급라인(82) 상에는 압력센서(70)가 배치될 수 있다. 압력센서(70)는 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 측정할 수 있다. 압력센서(70)가 측정한 연료의 압력은 후술하는 연료펌프 컨트롤 모듈(Fuel Pump Control Module: FPCM)로 전송될 수 있다.
고속 서킷 주행과 같은 고성능 차량용 엔진의 최대 연료 소비 조건에서 연료탱크(10) 내의 연료가 부족한 경우, 연료탱크(10)에서 리저버(20) 내에 충진되는 연료가 부족하여 엔진 부조 및 시동 꺼짐 현상이 발생하는 문제점이 발생될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 차량이 일반 공로를 주행하는 경우에는 연료의 압력이 릴리프 밸브(50)의 개방 압력보다 커지는 경우가 거의 발생되지 않을 수 있으나, 차량이 서킷을 주행하는 경우에는 급가속, 급감속 및 급선회가 빈번하게 수행되어 연료펌프(30)가 송출하는 연료의 압력은 릴리프 밸브(50)의 개방 압력보다 높을 수 있다. 따라서, 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치(1)는 차량의 주행모드가 서킷모드일 때 리저버(20) 내의 연료의 충진 능력을 보충하기 위해 제2 제트펌프(63)를 포함할 수 있다. 제2 제트펌프(63)가 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치(1)에 적용됨에 따라, 시스템 전체의 압력이 낮아질 수 있고, 차량의 가혹 주행 상황(서킷모드)에서 리저버(20) 내로 연료가 충진되는 능력이 상승될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프 리저버의 연료 충진 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 연료펌프 컨트롤 모듈(FPCM, 300)은 연료펌프 리저버의 연료 충진 장치(1)에 적용된 연료펌프(30) 및 릴리프 밸브(50)를 제어할 수 있다. 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 별도의 제어기를 포함하는 구성으로 정의될 수 있다. 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 클러스터(200)로부터 차량의 주행모드에 대한 정보를 수신할 수 있고, 압력센서(70)를 통해 엔진으로 공급되는 연료의 압력에 대한 정보를 수신할 수 있다.
차량의 주행모드의 판단은 클러스터(200)에서 수행될 수 있다. 클러스터(200)가 판단한 차량의 주행모드에 대한 정보는 캔(CAN) 통신으로 연료펌프 컨트롤 모듈(300)로 전송될 수 있다. 일 예로, 클러스터(200)는 연료 게이지의 하강 시간을 제한하는 설정값인 댐핑시간과 연료 게이지가 풀(Full)에서 엠티(Empty)까지 엔진의 연료 소비로 인해 실제로 하강하는 시간인 응답시간을 비교하여 차량의 주행모드가 일반모드인지 서킷모드인지 판단할 수 있다. 클러스터(200)는 연료 센더(110)로부터 연료 게이지가 풀(Full)과 엠티(Empty)에서의 연료량 차이에 대한 정보를 수신할 수 있다. 다만, 연료 게이지가 풀(Full)과 엠티(Empty)에서의 연료량 차이에 대한 정보는 클러스터(200)에 미리 입력된 값일 수 있다. 또한, 클러스터(200)는 차속 센서(120)로부터 차량의 속도에 대한 정보를 수신할 수 있다. 차량의 속도는 속도에 따라 달리 설정된 댐핑시간을 적용하여 차량의 주행모드를 판단하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 클러스터(200)는 엔진 제어기(Engine Management System: EMS, 130)로부터 연료 소모량(Fuel Consumption: FCO)을 수신할 수 있다. 엔진 제어기(130)는 공연비(연료에 대한 공기의 중량비율)에 기초하여 엔진의 연료 소모량(Fuel Consumption: FCO)을 계산할 수 있다.
다른 예로, 클러스터(200)는 차량에 적용되는 차체자세제어장치(Electronic stability control: ESC, 140)의 오프(OFF) 여부에 기초하여 차량의 주행모드가 일반모드인지 서킷모드인지 판단할 수 있다. 차체자세제어장치(140)는 차량의 안정성을 확보하기 위해 차량의 자세가 위험한 상태에서 브레이크 및 엔진 토크를 제어할 수 있다. 일 예로, 차량의 페달을 강하게 밟는 경우, 차체자세제어장치(140)는 휠 스핀을 방지하기 위해 엔진의 출력을 제어할 수 있다. 다른 예로, 차량이 선회 중 오버스티어가 발생된 경우, 차체자세제어장치(140)는 각 휠들의 브레이크의 배력 분배를 통해 차량의 자세를 제어할 수 있다. 일반적으로, 서킷을 주행하는 차량은 차량의 출력을 우선시하기 위해 엔진의 출력 제어 및 오버스티어를 방지하기 위한 차량 자세 제어가 꺼진 상태에서 주행된다. 따라서, 클러스터(200)는 위와 같은 차체자세제어장치(140)의 제어가 오프(OFF)된 것을 확인한 경우 차량의 주행모드가 서킷모드라고 판단할 수 있다.
연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 엔진으로 유입되는 연료의 압력을 조절하기 위해 연료펌프(30)의 구동 강도를 제어할 수 있다. 엔진 제어기(130)는 엔진에 공급되는 연료의 목표압력을 설정할 수 있다. 목표압력은 엔진의 회전수(rpm), 엔진의 토크 등에 기초하여 설정될 수 있다. 엔진 제어기(130)가 설정한 목표압력값은 연료펌프 컨트롤 모듈(300)로 전송될 수 있고, 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 목표압력값에 기초하여 연료펌프(30)의 구동 강도를 제어할 수 있다. 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 압력센서(70)에서 검출된 연료의 압력과 목표압력값 사이의 편차에 기초하여 피드백 듀티(feedback duty)를 계산할 수 있고, 연료 소비량에 기초하여 기초 듀티(basic duty)를 계산할 수 있다.
연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 클러스터(200)가 전송한 차량의 주행모드에 기초하여 연료펌프(30)의 구동 강도를 제어할 수 있다. 차량의 주행모드가 일반모드(일상 주행 모드를 의미함)인 경우, 연료펌프(30)를 통해 송출되는 연료의 압력은 3.5 bar에서 5 bar로 제어될 수 있다. 즉, 차량의 주행모드가 일반모드인 경우, 릴리프 밸브(50)가 개방되거나 제2 제트펌프(63)가 동작되는 상황이 발생되지 않을 수 있다. 차량의 주행모드가 서킷모드인 경우, 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 연료펌프(30)를 통해 송출되는 연료의 압력을 6 bar 이상으로 제어할 수 있다., 차량의 주행모드가 서킷모드인 경우, 릴리프 밸브(50)가 개방되고 제2 제트펌프(63)가 동작될 수 있다.
차량의 주행모드가 서킷모드인 경우, 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 압력센서(70)의 출력값이 정상범위인지 여부에 기초하여 연료펌프(30)의 튜티(duty) 및 릴리프 밸브(50)의 개방 압력을 제어할 수 있다. 압력센서(70)에 고장이 발생된 경우, 압력센서(70)의 출력값은 정상범위를 벗어날 수 있다. 예를 들어, 압력센서(70)의 출력값이 3.7V 이상인 경우, 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 압력센서(70)에 고장이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 압력센서(70)의 출력값이 정상범위를 벗어나는 경우 연료펌프(30)의 듀티를 100%로 고정제어할 수 있다. 차량의 주행모드가 서킷모드인 경우, 엔진으로 공급되는 연료의 양이 상당히 많을 수 밖에 없고, 시스템 전체의 압력은 릴리프 밸브(50)에 의해 일부 해소될 수 있다. 따라서, 차량의 주행모드에 따른 연료소비량에 기초하여, 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 압력센서(70)의 출력값이 정상범위를 벗어나는 경우 연료펌프(30)의 듀티를 100%로 제어할 수 있다. 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 압력센서(70)의 출력값이 정상범위인 경우에는 연료펌프(30)의 듀티 및 릴리프 밸브(50)의 개방압력을 현재 상태로 유지시킬 수 있다.
다시 말해, 연료펌프(30)에서 송출되는 연료의 압력이 릴리프 밸브(50)의 개방압력보다 낮으면 제1 제트펌프(61)만이 동작될 수 있고, 연료펌프(30)에서 송출되는 연료의 압력이 릴리프 밸브(50)의 개방압력 이상이면 제1 제트펌프(61)와 제2 제트펌프(63) 모두가 동작될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 차량의 주행모드에 따라 제2 제트펌프(63)의 동작 여부가 결정될 수 있어 차량의 서킷모드에서 엔진으로의 연료 공급이 원활히 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 압력센서(70)에 고장이 발생된 경우 연료펌프(30)의 듀티가 100%로 고정 제어됨에 따라 차량의 서킷모드에서 엔진으로의 연료 공급이 원활히 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행모드를 판단하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3 및 4를 참조하면, 엔진이 점화(IG ON)된 후 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그가 카운트되었던 것을 리셋할 수 있다(S100, S200).
엔진이 온되면, 클러스터(200)는 연료 게이지가 풀(Full)부터 엠티(Empty)까지 하강할 때의 연료량, 엔진 제어기(130)가 도출한 연료소모량(Fuel Consumption: FCO), 미리 설정된 사전 댐핑시간에 기초하여 응답시간 및 댐핑시간을 도출할 수 있다(S300).
클러스터(200)는 연료소모량(FCO), 연료 게이지의 풀(Full)부터 엠티(Empty)에서의 연료량 차이에 기초하여 응답시간을 계산할 수 있다. 다시 말해, 응답시간은 연료 게이지가 풀(Full)에서 엠티(Empty)까지 변동되는 동안 소모되는 총 연료량을 연료소모량(FCO)으로 나눈 값일 수 있다(S410).
클러스터(200)는 응답시간이 0보다 큰지 여부를 판단할 수 있다. 응답시간이 0이하인 경우는 엔진에서 연료를 소모하지 않으나 차량이 주행 중인 경우를 의미할 수 있다. 예를 들어, 타력 주행을 하는 경우 응답시간이 0일 수 있다. 따라서, 연료 게이지의 실제 연료 소모량 추종 능력을 향상시키기 위한 본 발명에서는 응답시간이 0보다 큰 경우에만 차량의 주행모드의 판단이 이루어질 수 있다(S430).
클러스터(200)는 미리 설정된 사전 댐핑시간에 댐핑시간 튜닝값을 곱한 값을 댐핑시간으로 설정할 수 있다. 댐핑시간은 미리 결정된 사전 댐핑시간에 1 이상의 값인 댐핑시간 튜닝값을 곱한 값일 수 있다. 댐핑시간 튜닝값이 1이상인 것은 경사로 주행과 같이 연료 센더(10)에 의한 저항변동값의 신뢰성이 떨어지는 주행모드에서 연료 게이지의 실제 연료 소모량 추종 능력을 향상시키기 위한 것이다(S450).
클러스터(200)는 응답시간와 댐핑시간을 비교할 수 있다. 응답시간이 댐핑시간보다 작은 경우 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 온(ON)을 카운트할 수 있고, 댐핑시간이 응답시간과 같거나 작은 경우 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 온(ON)를 카운트할 수 있다. 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 온(ON)이 카운트되면 이전에 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 카운트되었던 것을 리셋할 수 있고, 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 카운트되면 이전에 서킷 진입 플레그 온(ON)이 카운트되었던 것을 리셋할 수 있다. 다시 말해, 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 온(ON)과 서킷 진입 플레그 오프(OFF) 중 어느 하나의 플래그가 카운트되면, 상기 어느 하나의 플래그 외의 다른 하나의 플래그가 카운트된 것을 리셋할 수 있다(S500, S610, S630).
클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 온(ON)의 카운트 개수가 기설정된 개수에 도달하는지 판단할 수 있다. 서킷 진입 플레그 온(ON)의 카운트 개수가 기설정된 개수에 도달한 경우, 클러스터(200)는 제1 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 온(ON)이 지속적으로 카운트되는지 판단할 수 있다. 즉, 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 온(ON)과 서킷 진입 플레그 오프(OFF) 중 어느 하나의 플래그가 카운트되고 기설정된 딜레이 시간 동안 상기 어느 하나의 플래그가 지속적으로 카운트되는지 확인할 수 있다(S710).
클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 오프(OFF)의 카운트 개수가 기설정된 개수에 도달하는지 판단할 수 있다. 서킷 진입 플레그 오프(OFF)의 카운트 개수가 기설정된 개수에 도달한 경우, 클러스터(200)는 제2 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 지속적으로 카운트되는지 판단할 수 있다. 차량의 주행모드가 서킷모드에서 일반모드로 변환되는 빈도를 줄이기 위해 제2 딜레이 시간은 제1 딜레이 시간보다 클 수 있다(S730).
제1 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 온(ON)이 카운트되는 경우, 클러스터(200)는 차량의 주행모드가 서킷모드라고 판단할 수 있다(S810).
만약, 제1 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 온(ON)이 아닌 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 카운트되는 경우, 클러스터(200)는 차량의 현재 주행모드를 유지할 수 있다. 즉, 클러스터(200)는 현재 주행모드인 일반모드를 유지할 수 있다(S830).
제2 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 카운트되는 경우, 클러스터(200)는 차량의 주행모드가 일반모드라고 판단할 수 있다(S850).
만약, 제2 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 아닌 서킷 진입 플레그 온(ON)이 카운트되는 경우, 클러스터(200)는 차량의 현재 주행모드를 유지할 수 있다. 즉, 클러스터(200)는 현재 주행모드인 서킷모드를 유지할 수 있다(S870).
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 주행모드를 판단하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 엔진이 점화(IG ON)된 후 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그가 카운트되었던 것을 리셋할 수 있다(S1100, S1200).
엔진이 온되면, 클러스터(200)는 차체자세제어장치(140)의 온(ON) 또는 오프(OFF)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 차체자세제어장치(140)는 차량의 자세를 실시간으로 모니터링하여 위험 상황 발생 시 엔진출력과 제동 조절을 하는 장치일 수 있다. 엔진출력 조절은 급가속 시 휠 스핀을 방지하기 위하여 수행되고 제동 조절은 선회 도중 오버스티어(oversteer) 등의 발생을 각 휠의 브레이크 출력 조절을 통해서 제어함으로써 차량의 자세를 제어한다. 차체자세제어장치(140)에 의한 엔진출력 조절과 제동 조절은 선택적으로 온(ON) 또는 오프(OFF)될 수 있다(S1300, 1400).
클러스터(200)는 차체자세제어장치(140)가 오프(OFF)된 경우 서킷 진입 플레그 온(ON)를 카운트할 수 있고, 클러스터(200)는 차체자세제어장치(140)가 온 (ON)된 경우 서킷 진입 플레그 오프(OFF)를 카운트할 수 있다. 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 온(ON)이 카운트되면 이전에 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 카운트되었던 것을 리셋할 수 있고, 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 카운트되면 이전에 서킷 진입 플레그 온(ON)이 카운트되었던 것을 리셋할 수 있다. 다시 말해, 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 온(ON)과 서킷 진입 플레그 오프(OFF) 중 어느 하나의 플래그가 카운트되면, 상기 어느 하나의 플래그 외의 다른 하나의 플래그가 카운트된 것을 리셋할 수 있다(S1510, S1530).
클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 온(ON)의 카운트 개수가 기설정된 개수에 도달하는지 판단할 수 있다. 서킷 진입 플레그 온(ON)의 카운트 개수가 기설정된 개수에 도달한 경우, 클러스터(200)는 제1 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 온(ON)이 지속적으로 카운트되는지 판단할 수 있다. 즉, 클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 온(ON)과 서킷 진입 플레그 오프(OFF) 중 어느 하나의 플래그가 카운트되고 기설정된 딜레이 시간 동안 상기 어느 하나의 플래그가 지속적으로 카운트되는지 확인할 수 있다(S1610).
클러스터(200)는 서킷 진입 플레그 오프(OFF)의 카운트 개수가 기설정된 개수에 도달하는지 판단할 수 있다. 서킷 진입 플레그 오프(OFF)의 카운트 개수가 기설정된 개수에 도달한 경우, 클러스터(200)는 제2 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 지속적으로 카운트되는지 판단할 수 있다. 차량의 주행모드가 서킷모드에서 일반모드로 변환되는 빈도를 줄이기 위해 제2 딜레이 시간은 제1 딜레이 시간보다 클 수 있다(S1630).
제1 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 온(ON)이 카운트되는 경우, 클러스터(200)는 차량의 주행모드가 서킷모드라고 판단할 수 있다(S1710).
만약, 제1 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 온(ON)이 아닌 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 카운트되는 경우, 클러스터(200)는 차량의 현재 주행모드를 유지할 수 있다. 즉, 클러스터(200)는 현재 주행모드인 일반모드를 유지할 수 있다(S1730).
제2 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 카운트되는 경우, 클러스터(200)는 차량의 주행모드가 일반모드라고 판단할 수 있다(S1750).
만약, 제2 딜레이 시간 동안 서킷 진입 플레그 오프(OFF)가 아닌 서킷 진입 플레그 온(ON)이 카운트되는 경우, 클러스터(200)는 차량의 현재 주행모드를 유지할 수 있다. 즉, 클러스터(200)는 현재 주행모드인 서킷모드를 유지할 수 있다(S1770).
도 4 및 도 5에서 설명한 예와 달리, 차량의 주행모드를 판단하기 위한 제어 로직은 다양할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 도 4 및 도 5에서 설명한 예 외에도 차량의 주행모드를 판단하기 위한 다양한 제어 로직이 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프 리저버의 연료 충진 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 클러스터(200)는 차량의 주행모드를 판단할 수 있다. 클러스터(200)는 차량의 주행모드를 일반모드 또는 서킷모드로 구분할 수 있다(S2000).
차량의 주행모드가 서킷모드인 경우, 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 연료펌프(30)가 송출하는 연료의 압력을 기설정 압력으로 상승시킬 수 있다. 이 때, 기설정 압력은 엔진 제어기(130)로부터 수신한 목표압력값에 기초하여 도출된 연료펌프(30)의 듀티에 따라 산출될 수 있다. 기설정 압력은 릴리프 밸브(50)의 개방압력보다 클 수 있다(S2100).
압력센서(70)는 엔진으로 송출되는 연료의 압력을 지속적으로 모니터링할 수 있다. 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 압력센서(70)의 출력값이 정상범위를 벗어나는지를 모니터링할 수 있다(S2200).
압력센서(70)의 출력값이 정상범위인 경우, 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 연료펌프(30)의 듀티를 현재 상태로 유지시킬 수 있다. 또한, 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 릴리프 밸프(50)의 개방압력을 현재 상태로 유지시킬 수 있다. 즉, 현재, 압력센서(70)에 고장인 발생되지 않았고 압력센서(70)의 출력값이 정상범위이면, 현재 연료펌프(30)와 릴리프 밸브(50)를 제어하는 방법에 변동이 일어나지 않는다(S2300).
압력센서(70)의 출력값이 정상범위를 벗어나는 경우, 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 일정 시간 동안 압력센서(70)가 지속적으로 정상범위를 벗어난 값을 출력하는지를 확인할 수 있다. 일정 시간 동안 압력센서(70)가 지속적으로 정상범위를 벗어난 값을 출력하는 경우, 연료펌프 컨트롤 모듈(300)은 엔진으로의 연료 공급을 원활하게 하기 위해 연료펌프(30)의 듀티를 100%로 고정 제어할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (11)

  1. 연료를 저장하는 연료탱크의 내부에 장착되는 리저버;
    상기 리저버의 내부에 장착되어 상기 리저버 내의 연료를 엔진으로 송출하는 동시에 일부 연료를 연료분기라인으로 토출시키는 연료펌프;
    상기 연료펌프에서 상기 엔진으로 연료를 송출하는 연료공급라인 상에 배치되어 상기 연료공급라인에 인가되는 압력을 해소하는 릴리프 밸브;
    상기 연료분기라인으로부터의 연료 제트 흐름을 이용하여 상기 연료탱크 내의 연료를 상기 리저버 내에 충진시키는 제1 제트펌프;
    상기 릴리프 밸브로부터 연료가 리턴되는 연료리턴라인으로부터의 연료 제트 흐름을 이용하여 상기 연료탱크 내의 연료를 상기 리저버 내에 충진시키는 제2 제트펌프; 및
    차량의 주행모드에 기초하여 상기 제2 제트펌프의 동작을 제어하는 연료펌프 컨트롤 모듈(Fuel Pump Control Module: FPCM)를 포함하는,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 차량의 주행모드는 일반모드와 서킷모드로 분류되고,
    상기 차량의 주행모드는 클러스터에 의해 판단된 것을 상기 연료펌프 컨트롤 모듈가 수신하는,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 차량의 주행모드가 서킷모드인 것으로 판단된 경우, 상기 연료펌프 컨트롤 모듈은 상기 연료펌프를 제어하여 기설정된 압력 이상으로 송출하는 연료압력을 높이는,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 연료펌프에서 송출되는 연료의 압력이 상기 기설정된 압력 이상이 되는 경우, 상기 릴리프 밸브가 개방되어 상기 연료리턴라인으로 연료가 유동되고,
    상기 릴리프 밸브의 개방 압력은 상기 기설정된 압력보다 작은,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 연료리턴라인으로 유동되는 연료에 의해 상기 제2 제트 펌프가 구동되는,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 엔진으로 송출되는 연료의 압력을 측정하는 압력 센서를 더 포함하고,
    상기 압력 센서가 측정한 연료의 압력이 정상 범위를 벗어나는 경우, 상기 연료펌프 컨트롤 모듈은 상기 연료펌프의 듀티를 100%로 고정 제어하는,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 압력 센서가 측정한 연료의 압력이 정상 범위 내인 경우, 상기 연료펌프 컨트롤 모듈은 상기 릴리프 밸브의 개방 압력을 유지시키는,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 연료펌프에서 송출되는 연료의 압력이 상기 릴리프 밸브의 개방압력보다 낮으면 상기 제1 제트펌프만이 동작되고,
    상기 연료펌프에서 송출되는 연료의 압력이 상기 릴리프 밸브의 개방압력 이상이면 상기 제1 제트펌프와 상기 제2 제트펌프 모두가 동작되는,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 제트펌프는 연료가 통과하는 제1 분사홀을 구비한 제1 노즐을 포함하고,
    상기 제2 제트펌프는 연료가 통과하는 제2 분사홀을 구비한 제2 노즐을 포함하고,
    상기 제2 분사홀의 직경은 상기 제1 분사홀의 직경보다 큰,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 차량의 주행모드는 클러스터에 의해 판단되고,
    상기 클러스터는 상기 차량에 적용되는 차체자세제어장치(Electronic stability control: ESC)의 오프(OFF) 여부에 기초하여 상기 차량의 주행모드가 일반모드인지 서킷모드인지 판단하는,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 차량의 주행모드는 클러스터에 의해 판단되고,
    상기 클러스터는 연료 게이지의 하강 시간을 제한하는 설정값인 댐핑시간과 상기 연료 게이지가 풀(Full)에서 엠티(Empty)까지 엔진의 연료 소비로 인해 실제로 하강하는 시간인 응답시간을 비교하여 상기 차량의 주행모드가 일반모드인지 서킷모드인지 판단하는,
    연료펌프 리저버의 연료 충진 장치.
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