KR100653520B1

KR100653520B1 - 엘피아이 차량의 연료압 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100653520B1
Application number: KR1020040084449A
Authority: KR
Inventors: 조현호
Original assignee: 씨멘스 오토모티브 주식회사
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2006-12-04
Anticipated expiration: 2024-10-21
Also published as: KR20060035110A

Abstract

본 발명은 LPI 차량의 연료압 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료리턴라인의 온도, 냉각수 온도, 및 외기 온도에 따라 엔진 상태를 정확하게 판정하고, 판정결과에 따라 연료리턴라인의 연료압을 제어하기 위한 LPI 차량의 연료압 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 엔진의 상태에 따라 연료라인의 연료압을 제어하는 엘피아이 차량의 연료압 제어 장치에 있어서, 캔 통신을 통해 공급된 연료라인의 연료 온도인 제1 온도신호와, 냉각수의 온도인 제2 온도신호와, 외기 온도인 제3 온도신호를 수신하여 시동 스위치 온(on) 시 상기 제1 온도신호의 온도값과 시동 스위치 오프(Off) 시 상기 제1 온도신호의 온도값의 차를 연산하여 제4 온도신호를 발생하고, 상기 제1 온도 신호 내지 제4 온도신호로부터 엔진의 상태를 판정하여 연료압을 제어하는 서브 이씨유를 포함한다.

자동차, 연료 분사 신호, LPI 시스템, 메인 ECU, 서브 ECU,

Description

엘피아이 차량의 연료압 제어 장치 및 방법{apparatus and method For controlling pressure of fuel in LPI car}

도 1은 일반적인 LPI 차량의 구성을 보인 도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘피아이 차량의 연료압 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘피아이 차량의 연료압 제어 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

13 : 연료펌프 31 : 서브 이씨유

본 발명은 엘피아이(Liquefied Petroleum Injection) 차량의 연료압 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 연료라인의 온도, 냉각수 온도, 및 외기 온도에 따라 엔진 상태를 정확하게 판정하고, 판정결과에 따라 연료리턴라인의 연료압을 제어하기 위한 LPI 차량의 연료압 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

자동차에 사용되는 연료 중 엘피지(Liquefied Petroleum Gas) 연료는 옥탄가 가 높고 내열성이 우수하다는 특징과 연료비가 저렴하다는 장점이 있기 때문에 일부의 승용차와 승합차 등에 사용되고 있으며 대형차에도 적용시킬 예정에 있다.

상기 자동차의 엔진에 공급되는 엘피지 연료는 액상이며 이를 기화시키게 되면 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 증가되고 있는 추세이다.

여기서, 상기 엘피지 연료 장치는 연료 펌프를 이용하여 엘피지 연료를 액상으로 인젝터에 공급하고, 이 인젝터를 통해 엘피지 연료를 실린더로 분사하며, 이 분사된 이 엘피지 연료는 공기가 혼합한 후 기화하여 엔진을 구동시킨다.

따라서, 엘피지 및 가솔린 겸용 차량은 엘피지 연료 사용이 필요한 기화기(Vaporizer)와 믹서(Mixer) 및 엘피지 연료 탱크(Bomber), 엘피지 연료의 공급을 제어하는 솔레노이드 밸브, 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 엘피지 이씨유를 필수적으로 구비되어야 한다.

그러나, 최근 차량에는 이씨유의 인젝터 제어를 통해 LPG를 인젝터(Injector)를 통하여 연소실에 직접 분사 시키는 엘피아이(LPI: Liquefied Petroleum Injection) 방식을 채택하여 별도의 믹서와 증발기를 사용하지 않고, 연비 및 동력 성능이 향상시킬 수 있다.

이러한 일반적인 LPI 차량에 있어 연료 분사 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연료 탱크(11), 연료 펌프(13), 가스 인젝터(15), 연료차단밸브(16), 연료공급 라인(21), 연료펌프릴레이(18), 연료리턴라인(22), 압력 센서(23), 연료압 레귤레이터(25), 및 서브 이씨유(31)로 구성된다.

상기 연료 탱크(11)는 엘피지 연료를 액화 상태로 저장하고, 점화 스위치(미도시됨)에 온 시 상기 서브 이씨유(31)로부터 공급되는 제어신호에 따라 상기 연료차단 밸브(16)가 열림으로 구동되고 상기 연료 펌프(13)는 상기 서브 이씨유(31)의 제어 신호에 따라 연료공급라인(21)을 통해 상기 연료 탱크(11) 안의 엘피지 연료를 액화 상태로 토출시킨다.

그리고, 상기 점화 스위치의 시동 위치에 설정되면, 상기 가스 인젝터(15)는 상기 연료 펌프(13)에 의해 연료 탱크(11)에서 토출된 엘피지 연료를 액상 상태로 실린더(미도시됨) 내로 분사시킨다.

그리고, 상기 연료리턴라인(22)는 가스 인젝터(15)와 연료 탱크(11) 사이에 설치되어 여분의 엘피지 연료를 연료 탱크(11) 내로 되돌리고, 상기 압력 센서(23)는 상기 연료 리턴라인(22)의 소정 위치에 설치되고, 상기 연료 탱크(11)와 인젝터(15) 간의 연료 압력을 일정하기 유지하기 위하여 상기 연료리턴라인(22)를 통해 되돌려진 엘피지 연료의 압력을 감지하고, 이 감지된 엘피지 연료의 압력을 서브 이씨유(31)에 제공한다.

상기 서브 이씨유(31)는 상기 감지된 연료리턴라인(22) 내의 엘피지 연료압에 따라 연료 탱크(11) 내의 연료압을 산출하고, 상기 산출된 연료 탱크(11) 내의 연료압에 따라 연료리턴라인(22) 내의 연료압과 연료 탱크(11)의 연료압의 차를 연료압 레귤레이터(25)를 통해 5Bar로 일정하게 유지시킨다.

그 후 시동이 오프되면, 연료리턴라인의 연료압 제어는 자동차의 시동성을 향상시키는 중요한 역할을 한다. 즉, 상기 가스 인젝터(15)의 엘피지 연료는 그대로 남아있게 되고, 가스 인젝터(15)에 남아 있는 엘피지 연료는 엔진의 열에 의해 기화되며, 기화된 채 가스 인젝터에 남아 있는 연료는 엔진 재시동 시 시동성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료라인의 온도, 냉각수 온도, 외기 온도, 및 시동 스위치 온시 연료라인의 온도와 시동 스위치 오프 시 연료라인의 온도차에 따라 엔진 상태를 정확하게 판정하고, 판정결과에 따라 연료라인의 연료압을 제어하기 위한 제어신호를 발생함으로써, 시동성을 향상시킬 수 있도록 한 LPI 차량의 연료압 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 엘피아이 차량의 연료압 제어 장치는,

엔진의 상태에 따라 연료라인의 연료압을 제어하는 엘피아이 차량의 연료압 제어 장치에 있어서,

캔 통신을 통해 공급된 연료라인의 연료 온도인 제1 온도신호와, 냉각수의 온도인 제2 온도신호와, 외기 온도인 제3 온도신호를 수신하여 시동 스위치 온(on) 시 상기 제1 온도신호의 온도값과 시동 스위치 오프(Off) 시 상기 제1 온도신호의 온도값의 차를 연산하여 제4 온도신호를 발생하고, 상기 제1 온도 신호 내지 제4 온도신호로부터 엔진의 상태를 판정하여 연료압을 제어하는 서브 이씨유를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 서브 이씨유는,

상기 제4 온도신호가 미리 설정된 제1 소정치 이하인 경우 엔진이 리셋되었다고 판정하고,

제1 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제1 온도신호와 제2 온도신호의 차가 미리 설정된 제2 소정치 보다 작으며, 상기 제1 온도신호와 제3온도신호의 차가 미리 설정된 제3 소정치 보다 작고, 상기 제2 온도신호와 제 3온도신호의 차가 미리 설정된 제4 소정치 보다 작으며, 제2 온도신호가 제5 소정치 보다 작은 경우 엔진을 소킹(soaking) 상태로 판정하며,

상기 제2 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제3 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크며, 상기 제4 온도신호가 제6 소정치 이상이며, 엔진이 소킹 상태인 경우 엔진의 부분 쿨 다운(partial cool down) 상태로 판정하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 온도신호의 최소값은 12도씨이며 상기 최대값은 12.75도씨이고, 제2 온도신호의 최소값은 60도이고 상기 최대값은 120도씨이며, 제3 온도신호의 최소치는 37.5인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 관점에 따른 엘피아이 차량의 연료압 제어 방법은,

연료라인의 온도인 제1 온도신호, 냉각수의 온도인 제2 온도신호, 외기온의 온도인 제3 온도신호, 및 시동 스위치 온 시 제1 온도신호와 시동 스위치 오프 시 제1온도신호의 차인 제4 온도신호로부터 엔진의 상태를 판정하고, 판정 결과에 따라 연료압을 제어하는 엘피아이 차량의 연료압 제어 방법에 있어서,

a) 상기 제4 온도신호가 미리 설정된 제1 소정치 이하인 경우 엔진이 리셋되었다고 판정하는 단계;

b) 상기 a) 단계에서 상기 제4 온도신호가 상기 제1 소정치 이하가 아니라고 판정되면, 상기 제1 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제1 온도신호와 제2 온도신호의 차가 미리 설정된 제2 소정치 보다 작으며, 상기 제1 온도신호와 제3온도신호의 차가 미리 설정된 제3 소정치 보다 작고, 상기 제2 온도신호와 제 3온도신호의 차가 미리 설정된 제4 소정치 보다 작으며, 제2 온도신호가 제5 소정치 보다 작은 지를 체크하여 조건을 모두 만족하는 경우 엔진을 소킹(soaking) 상태로 판정하는 단계; 및,

c) 상기 b) 단계에서 엔진이 소킹 상태로 판정된 후, 상기 제2 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제3 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크며, 상기 제4 온도신호가 제6 소정치 이상인 경우 엔진의 부분 쿨 다운(partial cool down) 상태로 판정하여 연료라인의 연료압을 상승시키는 단계로 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 온도신호의 최소값은 12도씨이고 최대값은 12.75도씨이고, 상기 제2 온도신호의 최소값은 60도이고 최대값은 120도씨이며, 상기 제3 온도신호의 최소치는 37.5인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현 예에 따르면, 캔 통신을 통해 메인 이씨유로부터 공급된 연료라인의 온도, 냉각수 온도, 외기 온도, 및 시동 스위치 온 시 연료라인의 온도와 시동 스위치 오프 시 연료라인의 온도차에 따라 엔진 상태를 정확하게 판정하고, 판정결과에 따라 연료라인의 연료압을 제어하기 위한 제어신호를 발생함으로써, 시동성을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다. 단 본 발명의 LPI 시스템을 채택한 차량을 일 예로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 LPI 차량의 연료압 제어 장치의 구성을 보인 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명이 적용되는 LPI 차량의 연료압 제어 장치는 메인 이씨유(미도시됨)로부터 캔 통신을 통해 공급된 연료라인의 온도, 냉각수 온도, 외기 온도, 및 시동 스위치 온 시 연료라인의 온도와 시동 스위치 오프 시 연료라인의 온도차에 따라 엔진의 상태를 판정하여 판정상태에 따라 연료라인의 연료압을 상승시키기 위한 펌프제어신호를 발생하는 프로그램이 포함된 서브 이씨유(31)를 포함한다. 상기 서브 이씨유(31)의 출력측에는 상기 펌프 제어신호에 따라 작동되는 연료 펌프(13)가 접속된다.

즉, 점화 스위치가 온되면, 서브 이씨유(31)는 캔 통신을 통해 수신된 연료라인의 온도인 제1 온도신호와, 냉각수 온도인 제2 온도신호, 외기 온도인 제3 온도신호를 수신한 후 상기 시동 스위치 온 시 제1 온도신호와 시동 스위치 오프 시 제1 온도신호의 차를 연산하여 제4 온도신호를 발생한다.

상기 제1 내지 제4 온도 신호를 이용하여 상기 서브 이씨유(31)는 엔진의 상 태를 판정한다.

즉, 상기 서브 이씨유(31)는 상기 제4 온도신호가 미리 설정된 제1 소정치 이하인 경우 엔진이 리셋되었다고 판정하고, 제1 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제1 온도신호와 제2 온도신호의 차가 미리 설정된 제2 소정치 보다 작으며, 상기 제1 온도신호와 제3온도신호의 차가 미리 설정된 제3 소정치 보다 작고, 상기 제2 온도신호와 제 3온도신호의 차가 미리 설정된 제4 소정치 보다 작으며, 제2 온도신호가 제5 소정치 보다 작은 경우 엔진이 소킹(soaking) 상태로 판정한다. 그 후 상기 서브 이씨유(31)는 엔진 상태가 소킹 상태이고, 상기 제2 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제3 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크며, 상기 제4 온도신호가 제6 소정치 이상인 경우 엔진이 부분 쿨 다운(partial cool down) 상태인 것으로 판정한다.

그리고, 상기 서브 이씨유(31)는 상기 엔진이 소킹 상태이고 부분 쿨 다운 상태인 경우 연료라인의 연료압을 상승시키기 위한 펌프 제어신호를 발생하고, 상기 펌프제어신호를 받은 연료펌프(13)는 펌프 속도를 상승시켜 연료라인의 연료압을 상승시킨다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 엘피아이 차량의 연료압 제어 과정을 보인 흐름도로서, 이를 참조하여 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료압 제어 과정을 설명한다.

우선, 상기 서브 이씨유(31)는 캔 통신을 통해 연료라인의 온도인 제1 온도신호, 냉각수의 온도인 제2 온도신호, 및 외기온의 온도인 제3 온도신호를 수신하 고(단계 301), 상기 수시된 시동 스위치 온 시 제1 온도신호와 시동 스위치 오프 시 제1온도신호의 차를 연산하여 제4 온도신호를 발생한다(단계 303).

상기 서브 이씨유(31)는 상기 단계(303)를 통해 발생된 제4 온도신호가 미리 설정된 제1 소정치 이하인 지를 체크하여(단계 305) 제1 소정치 이하인 경우 엔진이 리셋되었다고 판정한다(단계 307). 상기 엔진의 리셋 상태는 시동이 오프된 후 바로 재시동된 경우에 발생되므로, 연료라인의 연료압이 충분히 상승되어 연료펌프의 펌프 속도가 그대로 유지된다.

한편, 상기 서브 이씨유(31)는 상기 단계(305)를 통해 상기 제4 온도신호가 제1 소정치 이상인 경우 상기 제1 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제1 온도신호와 제2 온도신호의 차가 미리 설정된 제2 소정치 보다 작으며, 상기 제1 온도신호와 제3온도신호의 차가 미리 설정된 제3 소정치 보다 작고, 상기 제2 온도신호와 제 3온도신호의 차가 미리 설정된 제4 소정치 보다 작으며, 제2 온도신호가 제5 소정치 보다 작은 지를 체크하여(단계 309) 상기 조건들을 모두 만족하는 경우 엔진을 소킹(soaking) 상태로 판정한 후(단계 311) 단계(313)로 진행한다.

상기 단계(313)는 상기 단계(311)를 통해 엔진이 소킹 상태로 판정된 후, 상기 제2 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제3 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크며, 상기 제4 온도신호가 제6 소정치 이상인 지를 체크하여 상기의 조건을 모두 만족하는 경우 엔진의 부분 쿨 다운(partial cool down) 상태로 판정한다(단계 315).

상기 단계(311) 및 단계(315)를 통해 엔진의 소킹 및 부분 쿨 다운 상태 중 적어도 하나 이상은 연료라인의 연료압이 저하된 경우에 발생되므로, 상기 서브 이씨유(31)는 연료라인의 연료압을 상승시키기 위한 펌프제어신호를 발생하고, 이 펌프제어신호에 따라 연료펌프(13)의 펌프 속도가 상승된다(단계 317).

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료 제어압 장치 및 방법은, 캔 통신을 통해 메인 이씨유로부터 공급된 연료라인의 온도, 냉각수 온도, 외기 온도, 및 시동 스위치 온 시 연료라인의 온도와 시동 스위치 오프 시 연료라인의 온도차에 따라 엔진 상태를 정확하게 판정하고, 판정결과에 따라 연료라인의 연료압을 제어하기 위한 제어신호를 발생함으로써, 시동성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

본 발명의 실시 예는 하나의 실시 예에 지나지 않으며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 구성요소의 많은 변형 및 변경이 가능함을 물론이며, 본 발명이 실시 예에만 한정되는 것은 아니다.

Claims

엔진의 상태에 따라 연료라인의 연료압을 제어하는 엘피아이 차량의 연료압 제어 장치에 있어서,

캔 통신을 통해 공급된 연료라인의 연료 온도인 제1 온도신호와, 냉각수의 온도인 제2 온도신호와, 외기 온도인 제3 온도신호를 수신하여 시동 스위치 온(on) 시 상기 제1 온도신호의 온도값과 시동 스위치 오프(Off) 시 상기 제1 온도신호의 온도값의 차를 연산하여 제4 온도신호를 발생하고, 상기 제1 온도 신호 내지 제4 온도신호로부터 엔진의 상태를 판정하여 연료압을 제어하는 서브 이씨유를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료압 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 서브 이씨유는,

상기 제4 온도신호가 미리 설정된 제1 소정치 이하인 경우 엔진이 리셋되었다고 판정하고,

상기 제1 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제1 온도신호와 제2 온도신호의 차가 미리 설정된 제2 소정치 보다 작으며, 상기 제1 온도신호와 제3온도신호의 차가 미리 설정된 제3 소정치 보다 작고, 상기 제2 온도신호와 제 3온도신호의 차가 미리 설정된 제4 소정치 보다 작으며, 제2 온도신호가 제5 소정치 보다 작은 경우 엔진을 소킹(soaking) 상태로 판정하며,

상기 제2 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제3 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크며, 상기 제4 온도신호가 제6 소정치 이상이며, 엔진이 소킹 상태인 경우 엔진의 부분 쿨 다운(partial cool down) 상태로 판정하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료압 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 온도신호의 최소값은 12도씨이며 최대값은 12.75도씨이고, 상기 제2 온도신호의 최소값은 60도이고 상기 최대값은 120도씨이며, 상기 제3 온도신호의 최소치는 37.5인 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료압 제어 장치.
연료라인의 온도인 제1 온도신호, 냉각수의 온도인 제2 온도신호, 외기온의 온도인 제3 온도신호, 및 시동 스위치 온 시 제1 온도신호와 시동 스위치 오프 시 제1온도신호의 차인 제4 온도신호로부터 엔진의 상태를 판정하고, 판정 결과에 따라 연료압을 제어하는 엘피아이 차량의 연료압 제어 방법에 있어서,

a) 상기 제4 온도신호가 미리 설정된 제1 소정치 이하인 경우 엔진이 리셋되었다고 판정하는 단계;

b) 상기 a) 단계에서 상기 제4 온도신호가 상기 제1 소정치 이하가 아니라고 판정되면, 상기 제1 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제1 온도신호와 제2 온도신호의 차가 미리 설정된 제2 소정치 보다 작으며, 상기 제1 온도신호와 제3온도신호의 차가 미리 설정된 제3 소정치 보다 작고, 상기 제2 온도신호와 제 3온도신호의 차가 미리 설정된 제4 소정치 보다 작으며, 제2 온도신호가 제5 소정치 보다 작은 지를 체크하여 조건을 모두 만족하는 경우 엔진을 소킹(soaking) 상태로 판정하는 단계; 및,

c) 상기 b) 단계에서 엔진이 소킹 상태로 판정된 후, 상기 제2 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크고 최대값보다 작고, 상기 제3 온도신호가 미리 설정된 최소값보다 크며, 상기 제4 온도신호가 제6 소정치 이상인 경우 엔진의 부분 쿨 다운(partial cool down) 상태로 판정하여 연료라인의 연료압을 상승시키는 단계로 구비되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료압 제어 방법.
제4항에 있어서, 상기 제1 온도신호의 최소값은 12도씨이며 최대값은 12.75도씨이고, 상기 제2 온도신호의 최소값은 60도이고 최대값은 120도씨이며, 상기 제3 온도신호의 최소치는 37.5인 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료압 제어 방법.