KR100758490B1 - 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템을 개시한다. 즉, 엘피지아이(LPGI, LPG Injection) 엔진의 인젝터로 유입되는 기체 연료의 압력을 측정하는 압력 센서; 상기 압력 센서의 설치된 곳의 주변 공기 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 압력 센서 및 온도 센서의 출력 값과 상기 엔진의 정지 시점을 변수로 기 설정되어 있는 시동 연료량을 보정하는 연료량 보정 수단;을 포함함으로써, 인젝터 공급 연료 압력에 따라 변화하는 연료량을 적절히 조절하여 공연비가 농후하거나 희박하지 않도록 유지함으로써, 엔진의 만족스러운 시동 성능을 얻도록 할 수 있다.
인젝터, 엘피지아이 엔진

Description

엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR START INJECTION TIME CORRECTION OF LIQUEFIED PETROLEUM GAS INJECTION ENGINE}
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면 들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 압력 센서 200: 온도 센서
300: 연료량 보정 수단 310: 제 1 보정량 산출부
320: 제 2 보정량 산출부 330: 보정부
340: 저장부
본 발명은 엘피지아이(LPGI, LPG Injection) 엔진의 시동 연료 보정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 인젝터로 유입되는 기체연료의 압력을 측정하여 상기 측정된 압력에 따라 엔진 시동 시 연료의 보정 정도를 조절하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
LPGI(LPG Injection) 엔진은 액화석유가스(LPG, Liquefied Petroleum Gas)를 연료로 사용하는데, 이 액화석유가스 연료는 봄베 내에 액상의 상태로 충전 저장되어 있으며, 3Bar 정도의 충전 압력에 의해 액상의 연료는 봄베로부터 연료라인으로 압송되며, 이 액상의 연료는 기화기에서 기상(GAS)의 연료로 변환되어 인젝터를 통해 각 연소실에 분사된다.
이때, 각 연소실에 분사되는 연료량을 흡입 공기량과 차량의 각종 제반 상태에 의해 보정되어 산출된 연료량이 분사되며, 기화기로부터 인젝터 까지의 연료 라인에 형성되는 기상의 연료압은 일정 압력으로 유지되도록 차량 제작 시 기화기내의 수동 압력 조절기로 맞추어진다.
이와 같은 액화석유가스연료는 엔진 복사열을 받아 온도가 증가하게 되면 포화 증기압이 직선적으로 증가함에 따라 연료라인 내의 압력이 상승하게 된다. 특히, 장기 주행 후 주차 시에는 기화기에서 압송된 연료가 라인 내에 정체되어 있고 엔진의 온도도 높아 그 압력의 증가는 더욱 높아지게 된다.
따라서, 차량 주행 후 엔진 시동을 오프하게 되면 엔진룸 내에 있는 연료라인 내의 연료는 엔진의 열에 의해 온도가 상승하게 되며, 더불어 압력 상승이 이루어지게 되고, 압력 상승된 연료는 인젝터에도 작용하게 되어 인젝터 팁(Tip)에서는 증발된 연료의 누기가 발생하게 되고, 인젝터를 장시간 사용함에 따라서 누기량은 더욱 증가하게 된다.
상술한 바와 같이, 연료의 누기가 발생하게 되면 이 연료는 엔진 흡입구나 연소실에 머물게 되고 다음 번 시동 시 시동 성능에 악 영향을 미치게 된다.
그러나, 종래의 LPGI 엔진 시스템에서는 기체 연료 공급라인 주위의 온도에 영향을 받는 가스 연료의 압력을 알 수 있는 압력 센서가 설치되어 있지 않았다. 이로 인해, 상술한 바와 같은 엔진의 시동 시 초기 분사되는 공급 연료량의 부족 또는 과잉현상을 유발시키는 공급 연료의 압력을 알 수 없어, 차량의 시동 성능을 향상시키는데 한계가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 선행 기술에 내재 되었던 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 본 발명의 목적은, 인젝터로 유입되는 기체연료의 압력을 측정하여 상기 측정된 압력에 따라 엔진 시동 시 연료의 보정 정도를 조절하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일면에 따라, 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템이 제공되며: 이 시스템은, 엘피지아이(LPGI, LPG Injection) 엔진의 인젝터로 유입되는 기체 연료의 압력을 측정하는 압력 센서; 상기 압력 센서의 설치된 곳의 주변 공기 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 압력 센서 및 온도 센서의 출력 값과 상기 엔진의 정지 시간을 변수로 기 설정되어 있는 시동 연료량을 보정하는 연료량 보정 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 연료량 보정 수단은, 상기 압력 센서 및 온도 센서의 출력 값을 토대로 상기 기 설정되어 있는 시동 연료량을 보정하기 위한 제 1 제어 신호를 출력하는 제 1 보정량 산출부; 상기 압력 센서의 출력값과 상기 엔진의 정지 신간을 토대로 상기 기 설정되어 있는 시동 연료량을 보정하기 위한 제 2 제어 신호를 출력하는 제 2 보정량 산출부; 및 상기 제 1 제어 신호 및 제 2 제어 신호를 수신하여, 상기 기 설정된 시동 연료량을 보정하는 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 보정수단은, 설정된 시동 연료량을 저장하기 위한 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 제 1 보정량 산출부는, 상기 압력 센서 및 온도 센서의 출력 값에 따른 제 1 제어 신호를 출력하기 위한 맵핑 테이블을 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 제 2 보정량 산출부는, 상기 압력 센서의 출력값과 상기 엔진의 정지 시간에 따른 상기 제 2 제어 신호를 출력하기 위한 맵핑 테이블을 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 보정부는, 최초 상기 엔진의 시동 정지 시 상기 제 1 제어신호를 통해 상기 기 설정되어 있는 시동 연료량을 일차적으로 보정하며, 상기 압력 센서가 설치된 연료 라인 주위의 공기 온도가 하강하는 소정의 시간 경과 후, 상기 제 2 제어신호를 통해 상기 일차적으로 보정된 시동 연료량을 재 보정하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 압력 센서는, 상기 엔진으로 유입되는 액체 연료를 기체 연료로 바꾸어주는 기화기와 기체 연료가 분사되는 인젝터 사이를 연결하는 연료 라인 상에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일면에 따라, 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 방법이 제공되며: 이 방법은, a) 상기 엔진의 정지시 인젝터로 유입되는 기체 연료의 압력 및 상기 인젝터 주위의 온도를 측정하는 단계; b) 상기 측정된 압력 및 온도를 토대로 기 설정되어 있는 시동 연료량을 일차 보정하는 단계; 및 c) 상기 인젝터 주위의 온도가 하강하는 소정의 시간 경과 후, 상기 측정된 압력과 상기 엔진의 정지 후 재시동 시점까지의 시간을 토대로 상기 일차 보정된 시동 연료량을 재 보정하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 a) 단계는, 상기 엔진으로 유입되는 액체 연료를 기체 연료로 바꾸어주는 기화기와 기체 연료가 분사되는 인젝터 사이를 연결하는 연료 라인 상의 압력을 측정하는 것을 특징으로 한다.
(실시 예)
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상술하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 실시 예에 따른 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템의 개략적인 구성도를 도시한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템은, 엔진으로 유입되는 액체 연료를 기체 연료로 바꾸어주는 기화기(도시 안됨)와 기체 연료가 분사되는 인젝터(도시 안됨) 사이를 연결하는 연료 라인 상에 설치되어, 상기 연료 라인 상의 기체 연료의 압력을 측정하는 압력 센서(100); 상기 연료 라인 주변의 온도를 측정하는 온도 센서(200); 및 상기 엔진의 시동 정지 시 상기 압력 센서(100) 및 온도 센서(200)의 출력 값과 상기 엔진의 정지 시간을 변수로 기 설정되어 있는 시동 연료량을 보정하는 연료량 보정 수단(300);을 포함하는 구성을 갖는다.
상기 압력 센서(100)는 상기 기화기와 인젝터를 연결하는 연료 라인 이외에 상기 기체 연료의 압력을 측정할 수 있는 장소, 예컨대, 기화기 또는 인젝터 내부에 설치 가능하다.
상기 연료량 보정 수단(300)은 상기 기 설정되어 있는 시동 연료량을 보정하기 위한 각각의 제어신호를 출력하는 제 1 보정량 산출부(310) 및 제 2 보정량 산출부(320)와 상기 제 1 보정량 산출부(310); 및 제 2 보정량 산출부(320)의 출력신호에 따라 상기 기 설정되어 있는 시동 연료량을 실질적으로 보정하기 위한 보정부(330); 및 기 설정된 시동 연료량을 저장하기 위한 저장부(340)를 포함하는 구성을 갖는다.
상기 제 1 보정량 산출부(310)는, 상기 압력 센서(100) 및 온도 센서(200)의 출력 값에 따른 매핑 테이블을 저장하며, 이를 통해, 상기 엔진의 정지 시 입력되는 압력 센서(100) 및 온도 센서(200)의 출력 값에 따라 기 설정된 시동 연료량을 보정하기 위한 제 1 제어 신호를 출력한다.
상기 제 2 보정량 산출부(320)는, 상기 압력 센서(100)의 출력 값과 상기 엔진의 정지 시간에 따른 맵핑 테이블을 저장하며, 이를 통해 압력 센서(100)의 출력값 및 재시동 시점에 따라 기 설정된 시동 연료량을 보정하기 위한 제 2 제어 신호를 출력한다.
상기 보정부(330)는 엔진의 시동 정지 후, 주변 공기의 온도 변화 즉, 엔진 정지 후, 연료 라인 주변의 공기 온도 및 인젝터의 온도는 일정 시간 동안 상승하다 다시 하강하는 현상에 맞추어 시동 연료량을 보정한다. 바람직하게는, 상기 보정부(330)는, 최초 상기 엔진의 시동 정지 시 상기 제 1 제어신호를 통해 상기 기 설정되어 있는 시동 연료량을 일차적으로 보정하며, 상기 압력 센서가 설치된 연료 라인 주위의 공기 온도가 하강하는 소정의 시간 경과 후, 상기 제 2 제어신호를 통해 상기 일차적으로 보정된 시동 연료량을 재 보정한다.
이하에서는, 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 방법을 설명하기로 한다. 여기서, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
먼저, 엔진의 정지 시 인젝터로 유입되는 기체 연료의 압력 및 상기 인젝터 주위의 온도를 측정한다(S100). 즉, 엔진으로 유입되는 액체 연료를 기체 연료로 바꾸어주는 기화기(도시 안됨)와 기체 연료가 분사되는 인젝터 사이를 연결하는 연료 라인 상에 설치된 압력 센서(100) 및 상기 연료 라인 주변의 공기를 측정하기 위해 설치된 온도 센서(200)를 통해 해당 수치를 측정한다.
다음, 상기 측정된 압력 및 온도를 토대로 기 설정되어 있는 시동 연료량을 일차 보정한다(S200). 즉, 보정부(330)는 엔진의 시동 정지 후, 연료 라인 주변의 공기 온도 및 인젝터의 온도는 일정 시간 동안 상승하는 시점까지 상기 측정된 압력 및 온도를 수신하는 제 1 보정량 산출부(310)로부터 제 1 제어 신호를 수신하여, 기 설정된 시동 연료량을 일차적으로 보정한다.
그리고 나서, 상기 측정된 압력과 상기 엔진의 정지 후 재시동 시점까지의 시간을 토대로 상기 일차 보정된 시동 연료량을 재 보정한다(S300). 즉, 상기 보정부(330)는 연료 라인 주변의 공기 온도 및 인젝터의 온도가 일정 시간 동안 상승하다 다시 하강하는 시점부터, 제 2 정보량 산출부(320)로부터 제 2 제어 신호를 수신하여, 일차적으로 보정된 시동 연료량을 재차 보정한다.
이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템 및 그 방법은 인젝터 공급 연료 압력에 따라 변화하는 연료량을 적절히 조절하여 공연비가 농후하거나 희박하지 않도록 유지함으로써, 엔진의 만족스러운 시동 성능을 얻도록 할 수 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

Claims (9)

  1. 엘피지아이(LPGI, LPG Injection) 엔진의 인젝터로 유입되는 기체 연료의 압력을 측정하는 압력 센서;
    상기 압력 센서의 설치된 곳의 주변 공기 온도를 측정하는 온도 센서; 및
    상기 압력 센서 및 온도 센서의 출력 값과 상기 엔진의 정지 시간을 변수로 기 설정되어 있는 시동 연료량을 보정하는 연료량 보정 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연료량 보정 수단은,
    상기 압력 센서 및 온도 센서의 출력 값을 토대로 상기 기 설정되어 있는 시동 연료량을 보정하기 위한 제 1 제어 신호를 출력하는 제 1 보정량 산출부;
    상기 압력 센서의 출력값과 상기 엔진의 정지 시간을 토대로 상기 기 설정되어 있는 시동 연료량을 보정하기 위한 제 2 제어 신호를 출력하는 제 2 보정량 산출부; 및
    상기 제 1 제어 신호 및 제 2 제어 신호를 수신하여, 상기 기 설정된 시동 연료량을 보정하는 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 보정수단은,
    설정된 시동 연료량을 저장하기 위한 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 보정량 산출부는,
    상기 압력 센서 및 온도 센서의 출력 값에 따른 제 1 제어 신호를 출력하기 위한 맵핑 테이블을 저장하는 것을 특징으로 하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 보정량 산출부는,
    상기 압력 센서의 출력값과 상기 엔진의 정지 시간에 따른 상기 제 2 제어 신호를 출력하기 위한 맵핑 테이블을 저장하는 것을 특징으로 하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 보정부는,
    최초 상기 엔진의 시동 정지시 상기 제 1 제어신호를 통해 상기 기 설정되어 있는 시동 연료량을 일차적으로 보정하며,
    상기 엔진 주위의 공기 온도가 하강하는 소정의 시간 경과 후, 상기 제 2 제어신호를 통해 상기 일차적으로 보정된 시동 연료량을 재보 정하는 것을 특징으로 하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 센서는,
    상기 엔진으로 유입되는 액체 연료를 기체 연료로 바꾸어주는 기화기와 기체 연료가 분사되는 인젝터 사이를 연결하는 연료 라인 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 시스템.
  8. 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 방법에 있어서,
    a) 상기 엔진의 정지 시 인젝터로 유입되는 기체 연료의 압력 및 상기 인젝터 주위의 온도를 측정하는 단계;
    b) 상기 측정된 압력 및 온도를 토대로 기 설정되어 있는 시동 연료량을 일차 보정하는 단계; 및
    c) 상기 인젝터 주위의 온도가 하강하는 소정의 시간 경과 후, 상기 측정된 압력과 상기 엔진의 정지 시간을 토대로 상기 일차 보정된 시동 연료량을 재 보정하는 것을 특징으로 하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 a) 단계는,
    상기 엔진으로 유입되는 액체 연료를 기체 연료로 바꾸어주는 기화기와 기체 연료가 분사되는 인젝터 사이를 연결하는 연료 라인 상의 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 엘피지아이 엔진의 시동 연료 보정 방법.
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