JP2014051965A

JP2014051965A - Ｌｐｇ燃料ポンプ制御システムおよび方法、およびこれを利用したｌｐｉエンジンの燃料供給システム

Info

Publication number: JP2014051965A
Application number: JP2012260028A
Authority: JP
Inventors: Ho Ham Chang; ハム、チャン、ホ; Seon Choi Pil; チェ、ピル、ソン
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2014-03-20
Also published as: CN103670735A; US20140060496A1; KR101326851B1; DE102012113084A1

Abstract

【課題】エンジンで必要なだけＬＰＧ燃料ポンプを駆動させることにより、低負荷領域でＬＰＧ充填不良とノイズ発生および耐久性低下を防ぎ、高負荷領域で十分なエンジン性能を発揮できるようにするＬＰＧ燃料ポンプ制御システムおよび方法、およびこれを利用したＬＰＩエンジンの燃料供給システムを提供する。
【解決手段】本発明は、ＬＰＧ燃料ポンプのモータを所定デューティ（ｄｕｔｙ）の電圧で駆動し、モータの駆動速度（ｒｐｍ）を測定し、前記測定されたモータの駆動速度（ｒｐｍ）が設定された目標速度（ｒｐｍ）に到達するように前記モータのデューティ（ｄｕｔｙ）を変更し、ＬＰＧボンベの圧力とインジェクタの圧力を測定し、前記測定されたＬＰＧボンベの圧力と前記測定されたインジェクタの圧力の差が所定値に維持されるように前記目標速度（ｒｐｍ）を変更することを含むＬＰＧ燃料ポンプ制御システムおよび方法、およびこれを利用したＬＰＩエンジンの燃料供給システムに関する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＰＧ（ＬｉｑｕｉｆｉｅｄＰｅｔｒｏｌｉｕｍＧａｓ）燃料を送出するＬＰＧ燃料ポンプを制御するシステムおよび方法、およびＬＰＧ燃料ポンプ制御システムを適用したＬＰＩ（ＬｉｑｕｅｆｉｅｄＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧａｓＩｎｊｅｃｔｉｏｎ）エンジンの燃料供給システムに関する。

図１は、従来のＬＰＩ（ＬｉｑｕｅｆｉｅｄＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧａｓＩｎｊｅｃｔｉｏｎ）燃料貯蔵および供給システムの構成図である。

図１に示すように、従来のＬＰＩ燃料貯蔵および供給システム１は、ＬＰＧ燃料を貯蔵するＬＰＧボンベ２、貯蔵されたＬＰＧ燃料を送出するＬＰＧ燃料ポンプ３、前記ＬＰＧ燃料ポンプ３を制御するポンプ制御機４、ＬＰＧボンベの燃料をエンジン５のインジェクタ１０に供給する燃料供給ライン６、エンジンの燃料をＬＰＧボンベに回収するリターンライン７、および前記リターンライン７上に設置されるレギュレータバルブ８などで大きく構成される。

このような従来のＬＰＩ燃料貯蔵および供給システムは、リターンタイプ方式であって、ＬＰＧボンベ２からエンジン５に送出された燃料のうちでエンジンが使用せずに残った燃料は、リターンライン７を通じてＬＰＧボンベに戻るようになる。

このようなリターンタイプ方式の場合、安全率を考慮した上で、エンジンの燃料消費量よりも多くの量の燃料を送出するため、低負荷アイドリング（Ｉｄｌｅ）時にはリターン燃料が多量に発生する。一般的に、エンジンの燃料消費量に安全率を加えたもの以上の燃料量をＬＰＧ燃料ポンプに送出する。

しかし、従来の燃料ポンプ制御方式の場合には、燃料ポンプの流量を５段に分けて各段数別に流量を制御するため、最低段数である１段のモータｒｐｍ（例：４２５ｒｐｍ）よりも小さいｒｐｍで燃料ポンプの流量を制御することができないという問題があった。

したがって、従来においては、低負荷アイドリング（ｉｄｌｅ）時にポンプの流量が最小化されず、多量のリターン燃料が発生する。このような多量のリターン燃料は、エンジン５によって加熱されるため、時間が経過するほどＬＰＧボンベ２内部の温度は上昇するようになり、これによってボンベ内部の圧力も共に上昇することにより、ＬＰＧ燃料を再充填する場合に充填の不良問題が発生する。さらに、過度なリターン流量およびポンプ作動によってＬＰＧ燃料ポンプ３でノイズが発生し、ＬＰＧ燃料ポンプ３の耐久性が低下するという問題がある。

一方、このような問題を解決するために、ＬＰＧ燃料ポンプ３の性能を全体的に小さくすれば、低負荷領域でリターン燃料量が減少してＬＰＧボンベ２内部の温度は低下するが、高負荷領域でエンジンの性能が低下するという問題が発生する。したがって、矛盾した状況を解決するための方策が必要となっている。

本発明は、上述した問題を解決するために案出されたものであって、エンジンで必要なだけＬＰＧ燃料ポンプを駆動させることにより、低負荷領域でＬＰＧ充填不良とノイズ発生および耐久性低下を防ぎ、高負荷領域で十分なエンジン性能を発揮できるようにするＬＰＧ燃料ポンプ制御システムおよび方法、およびこれを利用したＬＰＩエンジンの燃料供給システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための手段として、本発明の実施形態では、ＬＰＧ燃料ポンプ制御方法を提供する。一実施形態において、前記ＬＰＧ燃料ポンプ制御方法は、前記ＬＰＧ燃料ポンプのモータを所定デューティ（ｄｕｔｙ）の電圧で駆動する段階、前記モータの駆動速度（ｒｐｍ）を測定する段階、前記測定されたモータの駆動速度（ｒｐｍ）が設定された目標速度（ｒｐｍ）に到達するように前記モータのデューティ（ｄｕｔｙ）を変更する段階、ＬＰＧボンベの圧力とインジェクタの圧力を測定する段階、および前記測定されたＬＰＧボンベの圧力と前記測定されたインジェクタの圧力の差が所定値に維持されるように前記目標速度（ｒｐｍ）を変更する段階を含んでもよい。

前記ＬＰＧボンベの圧力と前記インジェクタの圧力の差が、前記所定値から設定された範囲を超えて一定時間に渡って維持されたかを判断する段階、および前記判断において、前記ＬＰＧボンベの圧力と前記インジェクタの圧力の差が、前記設定された範囲を超えて一定時間に渡って維持された場合、所定の診断信号を出力して前記モータのデューティを変更して制御する段階をさらに含んでもよい。

前記ＬＰＧボンベの圧力は、前記ＬＰＧボンベに設置された圧力センサによって測定され、前記インジェクタ圧力は、エンジン側に設置された圧力センサによって測定され、前記モータのデューティは、モータ制御機によって変更されることを特徴とする。

前記モータ制御機と、前記ボンベに設置された圧力センサおよび前記エンジン側に設置された圧力センサはそれぞれ、異常可否を確認して診断信号を出力することを特徴とする。

前記所定値は、３〜７ｂａｒであることを特徴とする。

前記モータは、内部回転子の回転位置を感知するホールセンサ（ｈａｌｌｓｅｎｓｏｒ）またはフォトセンサ（ＰｈｏｔｏＳｅｎｓｏｒ）が設置されたセンサタイプのＢＬＤＣモータであって、前記ホールセンサまたはフォトセンサで感知された前記回転子の位置信号を受信して前記モータの速度（ｒｐｍ）を測定することを特徴とする。

また、本発明の実施形態では、ＬＰＧ燃料ポンプ制御システムを提供する。一実施形態において、前記ＬＰＧ燃料ポンプ制御システムは、ＬＰＧ燃料ポンプ内部に設置されたモータの駆動を制御するモータ制御機、エンジンに設置されたインジェクタの圧力を測定して前記モータ制御機に送信するエンジン側圧力センサ、およびＬＰＧボンベの圧力を測定して前記モータ制御機に送信するボンベ側圧力センサを含み、前記モータ制御機は、測定されたモータの速度（ｒｐｍ）が目標速度（ｒｐｍ）に到達するようにモータのデューティ（ｄｕｔｙ）を変更し、前記ＬＰＧボンベの圧力と前記インジェクタの圧力を受信し、前記ＬＰＧボンベの圧力と前記インジェクタの圧力の差が所定値に維持されるように前記モータの目標速度（ｒｐｍ）を変更することを特徴とする。

前記モータ制御機は、前記ＬＰＧボンベの圧力と前記インジェクタの圧力の差が、前記所定値から設定された範囲を超えて一定時間に渡って維持された場合、所定の診断信号を出力して前記モータのデューティを変更して制御することを特徴とする。

前記モータは、内部回転子の回転位置を感知するホールセンサ（ｈａｌｌｓｅｎｓｏｒ）またはフォトセンサ（ＰｈｏｔｏＳｅｎｓｏｒ）が設置されたセンサタイプのＢＬＤＣモータであって、前記モータ制御機は、前記モータから回転子の位置信号を受信して前記モータの速度（ｒｐｍ）を測定することを特徴とする。

前記モータ制御機と、前記ボンベ側圧力センサおよび前記エンジン側圧力センサは、異常可否を確認して診断信号を出力することを特徴とする。

前記所定値は、３〜７ｂａｒであることを特徴とする。

また、本発明の実施形態では、ＬＰＩエンジンの燃料供給システムを提供する。一実施形態において、前記ＬＰＩエンジンの燃料供給システムは、ＬＰＧ燃料が貯蔵されるボンベ、前記ボンベの燃料をエンジンに送出するＬＰＧ燃料ポンプ、前記ボンベから前記エンジンのインジェクタに燃料を供給する燃料供給ライン、および前記エンジンから前記ボンベの内部に燃料が回収されるように連通する燃料リターンラインを含み、前記ＬＰＧ燃料ポンプは、前記ＬＰＧ燃料ポンプ制御システムによって制御されることを特徴とする。

前記リターンラインに設置されて前記リターンラインの圧力を維持するリリーフバルブをさらに含むことを特徴とする。

本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ制御システムおよび方法、およびこれを利用したＬＰＩエンジンの燃料供給システムによれば、エンジン低負荷アイドル領域でモータの速度を最小化してリターン流量を最小化させることができるため、ＬＰＧボンベ内部の温度および圧力上昇を抑制することができ、これによってＬＰＧ充填の不良問題を防ぐことができる効果がある。

また、本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ制御システムおよび方法、およびこれを利用したＬＰＩエンジンの燃料供給システムによれば、ＢＬＤＣモータを適用してホールセンサまたはフォトセンサによってモータの回転子の位置を正確に検知することができるため、モータの速度を精密に制御することができる効果がある。

さらに、本発明の実施形態に係るＬＰＩエンジンの燃料供給システムによれば、リターンラインにリリーフバルブを適用することにより、リターンラインとこれに連結したインジェクタに過度な油圧が加わることを防ぐことができる効果がある。

従来のＬＰＩエンジンの燃料供給システムの構成図である。本発明の実施形態に係るＬＰＩエンジン燃料供給システムの構成図である。本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ制御システムのブロック図である。本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ制御方法のフローチャートである。従来の技術と本発明の実施形態の効果を比較したグラフである。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態に係るＬＰＩエンジンの燃料供給システム１０の構成図である。図３は、本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ制御システム１００のブロック図である。

図２に示すように、本発明の実施形態に係るＬＰＩエンジンの燃料供給システム１０は、ＬＰＧ燃料が貯蔵されるボンベ４０、前記ボンベ４０の燃料をエンジン２０に送出するＬＰＧ燃料ポンプ５０、前記ボンベ４０から前記エンジン２０に燃料を供給する燃料供給ライン６０、前記エンジン２０から前記ボンベ４０の内部に燃料が回収されるように連通する燃料リターンライン７０、リリーフバルブ８０、およびショットオフバルブ９０を含んでもよく、前記ＬＰＧ燃料ポンプ５０は、図３に示すように、本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ制御システム１００によって制御されてもよい。

前記ボンベ４０は、液化石油気体（ＬｉｑｕｉｆｉｅｄＰｅｔｒｏｌｉｕｍＧａｓ：ＬＰＧ）燃料を貯蔵、運搬、使用することを目的として鋼で生成された耐圧容器であって、燃料タンクとも呼ばれる。

前記ＬＰＧ燃料ポンプ５０は、前記ボンベ４０内にある燃料を送出させる役割を行うものであって、図２に示すように、前記ボンベ４０内部に設置されてもよい。ただし、これに限定されることはなく、ＬＰＧ燃料ポンプ５０が前記ボンベ４０の外部に設置されてボンベ４０の燃料を送出してもよい。

１つまたは多数の実施形態において、前記ＬＰＧ燃料ポンプ５０は、ＰＧ燃料を流入または排出させるための流入口と排出口が形成されたハウジング、前記ＬＰＧ燃料を流入して排出するように作用するポンプ、および回転によって駆動力をポンプに伝達するモータ２００で大きく構成されてもよい。１つまたは多数の実施形態において、前記モータ２００は、回転子（ｒｏｔｏｒ）、固定子（ｓｔａｔｏｒ）、および回転軸を含んでもよく、外部電源７００と連結して回転することによってポンプを作動させて燃料を送出させる。

ただし、本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ５０はこのような構成に限定されるものではなく、ＬＰＧ燃料ポンプ５０は広く知られた技術に該当するため、それぞれの構成に対する具体的な説明は省略する。

前記燃料供給ライン６０は、前記ボンベ４０に設置され、前記ＬＰＧ燃料ポンプ５０によって送出される燃料を前記エンジン２０のインジェクタ（ｉｎｊｅｃｔｏｒ）３０に供給する。前記燃料供給ライン６０には、過流を防ぐためのショットオフバルブ（ｓｈｕｔｏｆｆｖａｌｖｅ）９０が設置されてもよい。

前記インジェクタ（ｉｎｊｅｃｔｏｒ）３０は、車両の条件に応じて、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）６００から算定された燃料噴射時間に、正確な量の燃料を最適の噴霧状態でエンジンの吸気バルブに向かって噴射するソレノイド形態の精密バルブである。

一方、前記リターンライン７０は、前記エンジン２０から前記ボンベ４０の内部に燃料が回収されるように連通する。前記ＬＰＧ燃料ポンプ５０によって送出された燃料量と前記エンジン２０で消費した燃料量の差だけの燃料が、リターン流量として前記リターンライン７０を通じて前記ボンベ４０に回収される。

前記リリーフバルブ（ｒｅｌｉｅｆｖａｌｖｅ）８０は、前記リターンライン７０上に設置され、前記リターンライン７０の油圧を一定に維持する。リリーフバルブ８０は、リターンライン７０の圧力が所定の圧力以上になると流量を排出することにより、リターンライン７０の圧力を設定値以下に維持する。

従来は、図１に示すように、リリーフバルブ８０の代わりにレギュレータバルブ８を採用していたが、流量が大きい場合にはリターンラインやインジェクタに大きな圧力が加わるという問題があった。したがって、本発明の実施形態では、レギュレータバルブの代わりにリリーフバルブ８０に変更することにより、リターンライン７０およびインジェクタ３０に過度な圧力が加わることを防いでいる。

一方、このようなＬＰＧ燃料ポンプ５０は、図３に示す本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ制御システム１００によって制御される。

図３に示すように、本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ制御システム１００は、前記モータ２００、モータ制御機３００、エンジン側圧力センサ４００、およびボンベ側圧力センサ５００を含んでもよい。

前記モータ２００は、上述したように、前記ＬＰＧ燃料ポンプ５０内部に設置され、外部電源７００による回転によって燃料ポンプ５０を駆動させる部分である。

本発明の実施形態によれば、前記モータ２００は、内部回転子の回転位置を感知するホールセンサ（ｈａｌｌｓｅｎｓｏｒ）またはフォトセンサ（ＰｈｏｔｏＳｅｎｓｏｒ）が設置されたセンサタイプのＢＬＤＣモータであってもよい。

ＢＬＤＣモータはＢｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣモータの略字であって、他の電動機に比べて効率が高くて制御が容易であり、可変速運転を実現するために使用されている。

このような、ブラシレスの直流電動機であるＢＬＤＣモータを運転するためには、回転子（ｒｏｔｏｒ）から発生する永久磁石の磁束（ｆｌｕｘ）と電気的に直角または任意の角度を有するように、固定子（ｓｔａｔｏｒ）の磁束を制御しなければならない。このためには、回転子（ｒｏｔｏｒ）がどの位置にあるのかを常に検出し、回転子の位置に応じて固定子の磁束発生位置を決めるようにインバータスイッチング素子のスイッチング状態を決定しなければならない。すなわち、ＢＬＤＣモータは、ブラシと整流子がない状態で回転子を永久磁石とし、界磁極が三相モータ構造の巻線で配置されているため、回転子の位置をホールセンサやフォトセンサによって検出し、該当する界磁コイルに流れる電流をＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などのパワー素子によって制御し、回転磁石と固定コイルの間に吸入反発を誘導して回転するようになっている直流モータである。

前記ホールセンサまたはフォトセンサによって検出された回転子の位置情報は、前記モータ制御機３００に送信される。

前記モータ制御機３００は、前記モータ２００のデューティ（ｄｕｔｙ）や速度（ｒｐｍ）などを制御する部分であって、前記モータ２００の速度を制御することによって燃料ポンプ５０の燃料送出量を制御するようになる。したがって、前記モータ制御機３００は、燃料ポンプ制御機３００であると言える。

１つまたは多数の実施形態において、前記モータ制御機３００は、図２に示すように、前記ボンベ４０内部に設置されてもよい。

前記モータ制御機３００は、前記モータ２００のホールセンサまたはフォトセンサによって測定された回転子の位置信号を受信して前記モータ２００の速度（ｒｐｍ）を測定する。したがって、モータの回転子の回転位置を正確に感知することにより、モータ２００の速度を精密に制御することができる。これとは異なり、従来は逆起電力を利用してモータ回転子の位置信号を受信していたため、回転子の位置を正確に感知できないという問題があった。

前記エンジン側圧力センサ４００は、前記エンジン２０に設置されたインジェクタ３０の圧力を測定し、圧力情報を前記モータ制御機３００に送信する。前記エンジン側圧力センサ４００は、インジェクタ３０に隣接するように設置されてもよい。また、前記エンジン側圧力センサ４００は、自主的に異常可否を診断して診断信号を出力してもよい。

前記ボンベ側圧力センサ５００は、前記ＬＰＧボンベ４０の圧力を測定し、圧力情報を前記モータ制御機３００に送信する。したがって、図２に示すように、前記ボンベ側圧力センサ５００は、ボンベ４０の一部分に設置されてもよい。前記ボンベ側圧力センサ５００は、自主的に異常可否を診断して診断信号を出力してもよい。

前記モータ制御機３００は、前記ボンベ側圧力センサ５００から受信したＬＰＧボンベ４０の圧力と前記エンジン側圧力センサ４００から受信したインジェクタ３０の圧力の差が所定値に維持されるように、前記モータ２００の速度（ｒｐｍ）を制御する。

具体的には、前記モータ制御機３００は、前記モータ２００のデューティ（ｄｕｔｙ）を変更することによって前記モータ２００の速度（ｒｐｍ）を制御する。

１つまたは多数の実施形態において、前記所定値は３〜７ｂａｒであってもよく、実施形態として、下記では所定値を５ｂａｒに設定して説明する。

前記モータ２００の回転子の位置情報は、ホールセンサやフォトセンサを通じて前記モータ制御機３００に送信されるため、モータ２００の速度（ｒｐｍ）を精密に制御できるようになる。

すなわち、従来は、ＬＰＧ燃料ポンプを１段から５段まで段数を定めてモータ速度（ｒｐｍ）を制御することにより、１段よりも低い速度（ｒｐｍ）ではモータを制御し難かった反面、本発明の場合は、段数が設定されない無段方式であって、前記モータ２００のデューティ（ｄｕｔｙ）を変更してモータ２００の速度（ｒｐｍ）を制御し、リアルタイムでモータ２００の速度がホールセンサなどによって正確に測定されるため、モータ速度（ｒｐｍ）を精密に制御することができ、モータ２００の速度を最小化して制御することができる。

したがって、エンジン２０の低負荷領域（ｉｄｌｅ）区間では、モータ２００の駆動速度（ｒｐｍ）を減少させることによってリターン流量を減少させることができる。リターン流量が減少するため、ＬＰＧボンベ４０内部の温度および圧力上昇が抑制され、ＬＰＧ燃料を再充填する場合に充填の不良問題が解消されるようになる。

一方、前記モータ制御機３００は、モータ制御機３００自体の異常だけではなく、モータ２００駆動の異常可否を診断して診断信号を出力してもよい。

１つまたは多数の実施形態において、前記モータ制御機３００は、前記エンジン側圧力センサ４００と前記ボンベ側圧力センサ５００から出力された診断信号とモータ制御機３００の診断信号を、車両のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ）６００に送信してもよい。前記車両のＥＣＵ６００は、前記診断信号を受信して過電圧および断線や短絡などが確認された場合、制御を終了したり、モータ２００のデューティ（ｄｕｔｙ）を変更してもよい。

また、前記モータ制御機３００は、前記ＬＰＧボンベ４０の圧力と前記インジェクタ３０の圧力の差が、前記所定値（５ｂａｒ）から設定された範囲を超えて一定時間に渡って維持された場合、所定の診断信号を出力して前記モータ２００のデューティを変更して制御してもよい。

例えば、所定値が５ｂａｒであり、設定された範囲が５ｂａｒから１ｂａｒ以内の範囲、すなわち、４〜６ｂａｒである場合、このような制御にも係わらず、ボンベ４０の圧力とインジェクタ３０の圧力の差が７ｂａｒまたは３ｂａｒなどに一定の時間に渡って維持されれば、これは設定された範囲（４〜６ｂａｒ）を超えているため、制御に問題が発生したものと判断される。したがって、このような場合、診断信号を出力してモータ２００のデューティ（ｄｕｔｙ）を減少させることによって問題状況に対応してもよい。

図４は、本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ制御方法のフローチャートである。以下、図４を参照しながら、本発明の実施形態に係る燃料ポンプ制御方法について説明する。

Ｓ１０段階では、電源７００が点いているか否かを判断する。電源７００が消えている場合、制御は終了する。

Ｓ２０段階で、電源７００が点いている場合、制御を初期化させる。例えば、モータ２００の電圧のデューティ（ｄｕｔｙ）を１０％にし、モータ２００の速度を１５００ｒｐｍに設定して初期化させてもよい。

Ｓ３０段階で、モータ制御機３００が正常であるか否かを判断し、非正常状態である場合、Ｓ３１段階で所定の診断信号を出力して制御を終了する。

Ｓ４０段階では、現在のデューティ（ｄｕｔｙ）の電圧でモータ２００を駆動する。

Ｓ５０段階では、モータ２００駆動が正常であるか否かを判断する。Ｓ５１段階で、モータ２００に過電流が流れたり断線や短絡が確認されれば、所定の診断信号を出力して制御を終了する。１つまたは多数の実施形態において、前記モータ２００駆動が正常であるか否かはモータ制御機３００によって判断されてもよく、診断信号は車両のＥＣＵ６００に送信されてもよい。

Ｓ６０段階で、エンジン側圧力センサ４００とボンベ側圧力センサ５００が正常であるか否かを判断する。エンジン側圧力センサ４００とボンベ側圧力センサ５００のうちのいずれか１つ以上が正常でない場合、Ｓ６１段階で所定の診断信号を出力してモータ２００デューティを変更し、再び前記Ｓ４０段階に戻る。前記圧力センサ診断信号は、モータ制御機３００を通じて車両のＥＣＵ６００で受信してもよく、車両のＥＣＵ６００では圧力センサの状態を診断して後続措置を取ってもよい。

Ｓ７０段階で、モータ２００の速度（ｒｐｍ）を測定する。１つまたは多数の実施形態において、前記モータ２００は、上述したホールセンサまたはフォトセンサが設置されたＢＬＤＣモータであってもよい。ホールセンサまたはフォトセンサによってモータ２００の回転子の位置が正確に測定されるため、精密なモータ速度制御が可能になる。

Ｓ８０段階で、モータ制御機３００は、前記Ｓ７０段階で測定されたモータ２００の速度（ｒｐｍ）が設定された目標速度（ｒｐｍ）に到達したか否かを判断する。もし、測定されたモータ２００の速度が目標速度に到達していなければ、Ｓ８１段階でモータ２００のデューティ（ｄｕｔｙ）を変更して再びＳ４０段階を実施することにより、測定されたモータ速度が目標速度を追従するように制御する。

Ｓ９０段階で、前記モータ速度が目標速度に到達していれば、エンジン２０のインジェクタ３０の圧力（Ｐｅ）とボンベ４０の圧力（Ｐｂ）を測定する。インジェクタ３０の圧力（Ｐｅ）は、前記エンジン側圧力センサ４００によって測定されてもよく、前記ボンベ４０の圧力（Ｐｂ）は、前記ボンベ側圧力センサ５００によって測定されてもよい。

Ｓ１００段階で、前記モータ制御機３００は、前記インジェクタ３０の圧力とボンベ４０の圧力の差（ΔＰ＝Ｐｅ−Ｐｂ）が所定値に維持されたか否かを判断する。ここで、前記所定値は３〜７ｂａｒであってもよく、実施形態では５ｂａｒであることを例示して説明する。

前記インジェクタ３０とボンベ４０の圧力差（ΔＰ）が５ｂａｒに維持された場合には、Ｓ４０段階に戻って現状態のデューティでモータ２００を駆動する。

Ｓ１１０段階で、前記インジェクタ３０とボンベ４０の圧力差（ΔＰ）が５ｂａｒになっていない場合には、前記モータ２００の目標速度（ｒｐｍ）を変更する。前記モータ２００の目標速度（ｒｐｍ）が変更されれば、それに伴って測定されるモータの速度も目標速度を追従するようになるため、圧力差（ΔＰ）が５ｂａｒになるように制御される。

Ｓ１２０段階で、前記ＬＰＧボンベ４０の圧力と前記インジェクタ３０の圧力の差（ΔＰ）が、前記所定値（例：５ｂａｒ）から設定された範囲を超えて一定時間に渡って維持されたか否かを判断する。

１つまたは多数の実施形態において、図４に示すように、前記圧力差（ΔＰ）と前記所定値の差の絶対値が特定値（Ｋ）よりも大きい場合、設定された範囲を超えるものと判断してもよい。１つまたは多数の実施形態において、前記特定値（Ｋ）は１ｂａｒに設定してもよい。

前記インジェクタ３０とボンベ４０の圧力の差（ΔＰ）が、前記所定値（５ｂａｒ）から設定された範囲を超えなければ、制御に問題がないということであるため、前記Ｓ４０段階に戻る。

もし、前記インジェクタ３０の圧力の差（ΔＰ）が、前記所定値（５ｂａｒ）から設定された範囲を超えて一定時間に渡って維持されれば、問題が発生したものと判断される。したがって、このような場合には、Ｓ１２１段階で診断信号を出力してモータ２００のデューティ（ｄｕｔｙ）を減少させることによって問題状況に対応する。

図５は、従来の技術と本発明の実施形態の効果を比較したグラフである。

前記グラフにおいて、Ｌ１は、従来のＬＰＧ燃料ポンプを５段で制御する場合における各段数変化による燃料ポンプ送出流量およびモータ速度変化を示し、Ｌ２は、エンジンの燃料消費量を示し、Ｌ３は、本発明の実施形態に係るＬＰＧ燃料ポンプ制御の場合における燃料ポンプ送出流量およびモータ速度変化を示す。本発明の実施形態に係る燃料ポンプ送出流量は、エンジンの燃料消費量に安全率を加えた量であってもよい。

図５に示すように、本発明の実施形態によってＬＰＧ燃料ポンプを制御する場合、エンジンの燃料消費量に応じて燃料ポンプ送出流量が精密に変わるようになる。したがって、Ｒ領域だけ、従来の技術よりもリターン流量を縮小させることができるようになる。これにより、低負荷領域でリターン流量を最小化することができるため、ＬＰＧボンベの温度および圧力上昇を抑制することができ、ＬＰＧ燃料再充填時に充填不良を防ぐことができる効果がある。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施形態から当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等であると認められる範囲のすべての変更を含む。

１０：ＬＰＩエンジンの燃料供給システム
２０：エンジン
３０：インジェクタ
４０：ボンベ
５０：ＬＰＧ燃料ポンプ
６０：燃料供給ライン
７０：リターンライン
８０：リリーフバルブ
９０：ショットオフバルブ
１００：ＬＰＧ燃料ポンプ制御システム
２００：モータ
３００：モータ制御機
４００：エンジン側圧力センサ
５００：ボンベ側圧力センサ
６００：ＥＣＵ
７００：電源

Claims

ＬＰＧ燃料ポンプ制御方法であって、
前記ＬＰＧ燃料ポンプのモータを所定デューティ（ｄｕｔｙ）の電圧で駆動する段階、
前記モータの駆動速度（ｒｐｍ）を測定する段階、
前記測定されたモータの駆動速度（ｒｐｍ）が設定された目標速度（ｒｐｍ）に到達するように前記モータのデューティ（ｄｕｔｙ）を変更する段階、
ＬＰＧボンベの圧力とインジェクタの圧力を測定する段階、および
前記測定されたＬＰＧボンベの圧力と前記測定されたインジェクタの圧力の差が所定値に維持されるように前記目標速度（ｒｐｍ）を変更する段階、
を含む、ＬＰＧ燃料ポンプ制御方法。
前記ＬＰＧボンベの圧力と前記インジェクタの圧力の差が、前記所定値から設定された範囲を超えて一定時間に渡って維持されたかを判断する段階、および
前記判断において、前記ＬＰＧボンベの圧力と前記インジェクタの圧力の差が、前記設定された範囲を超えて一定時間に渡って維持された場合、所定の診断信号を出力して前記モータのデューティを変更して制御する段階、
をさらに含む、請求項１に記載のＬＰＧ燃料ポンプ制御方法。
前記ＬＰＧボンベの圧力は、前記ＬＰＧボンベに設置された圧力センサによって測定され、前記インジェクタ圧力は、エンジン側に設置された圧力センサによって測定され、前記モータのデューティは、モータ制御機によって変更されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＰＧ燃料ポンプ制御方法。
前記モータ制御機と、前記ボンベに設置された圧力センサおよび前記エンジン側に設置された圧力センサはそれぞれ、異常可否を確認して診断信号を出力することを特徴とする、請求項３に記載のＬＰＧ燃料ポンプ制御方法。
前記所定値は、３〜７ｂａｒであることを特徴とする、請求項１に記載のＬＰＧ燃料ポンプ制御方法。
前記モータは、内部回転子の回転位置を感知するホールセンサ（ｈａｌｌｓｅｎｓｏｒ）またはフォトセンサ（ＰｈｏｔｏＳｅｎｓｏｒ）が設置されたセンサタイプのＢＬＤＣモータであり、前記ホールセンサまたはフォトセンサで感知された前記回転子の位置信号を受信して前記モータの速度（ｒｐｍ）を測定することを特徴とする、請求項１に記載のＬＰＧ燃料ポンプ制御方法。
ＬＰＧ燃料ポンプ制御システムであって、
ＬＰＧ燃料ポンプ内部に設置されたモータの駆動を制御するモータ制御機、
エンジンに設置されたインジェクタの圧力を測定して前記モータ制御機に送信するエンジン側圧力センサ、および
ＬＰＧボンベの圧力を測定して前記モータ制御機に送信するボンベ側圧力センサ、
を含み、
前記モータ制御機は、測定されたモータの速度（ｒｐｍ）が目標速度（ｒｐｍ）に到達するようにモータのデューティ（ｄｕｔｙ）を変更し、前記ＬＰＧボンベの圧力と前記インジェクタの圧力を受信し、前記ＬＰＧボンベの圧力と前記インジェクタの圧力の差が所定値に維持されるように前記モータの目標速度（ｒｐｍ）を変更することを特徴とする、ＬＰＧ燃料ポンプ制御システム。
前記モータ制御機は、前記ＬＰＧボンベの圧力と前記インジェクタの圧力の差が、前記所定値から設定された範囲を超えて一定時間に渡って維持された場合、所定の診断信号を出力して前記モータのデューティを変更して制御することを特徴とする、請求項７に記載のＬＰＧ燃料ポンプ制御システム。
前記モータは、内部回転子の回転位置を感知するホールセンサ（ｈａｌｌｓｅｎｓｏｒ）またはフォトセンサ（ＰｈｏｔｏＳｅｎｓｏｒ）が設置されたセンサタイプのＢＬＤＣモータであり、前記モータ制御機は、前記モータから回転子の位置信号を受信して前記モータの速度（ｒｐｍ）を測定することを特徴とする、請求項７に記載のＬＰＧ燃料ポンプ制御システム。
前記モータ制御機と、前記ボンベ側圧力センサおよび前記エンジン側圧力センサは、異常可否を確認して診断信号を出力することを特徴とする、請求項７に記載のＬＰＧ燃料ポンプ制御システム。
前記所定値は、３〜７ｂａｒであることを特徴とする、請求項７に記載のＬＰＧ燃料ポンプ制御システム。
ＬＰＧ燃料が貯蔵されるボンベ、前記ボンベの燃料をエンジンに送出するＬＰＧ燃料ポンプ、前記ボンベから前記エンジンのインジェクタに燃料を供給する燃料供給ライン、および前記エンジンから前記ボンベの内部に燃料が回収されるように連通する燃料リターンラインを含むＬＰＩエンジンの燃料供給システムであって、
前記ＬＰＧ燃料ポンプは、請求項７〜１１のうちのいずれか一項に記載のＬＰＧ燃料ポンプ制御システムによって制御されることを特徴とする、ＬＰＩエンジンの燃料供給システム。
前記リターンラインに設置されて前記リターンラインの圧力を維持するリリーフバルブをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載のＬＰＩエンジンの燃料供給システム。