KR101593625B1 - 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치 및 방법 - Google Patents

바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101593625B1
KR101593625B1 KR1020140111246A KR20140111246A KR101593625B1 KR 101593625 B1 KR101593625 B1 KR 101593625B1 KR 1020140111246 A KR1020140111246 A KR 1020140111246A KR 20140111246 A KR20140111246 A KR 20140111246A KR 101593625 B1 KR101593625 B1 KR 101593625B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
engine
compression ratio
gasoline
calculated
Prior art date
Application number
KR1020140111246A
Other languages
English (en)
Inventor
전병춘
Original Assignee
현대오트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대오트론 주식회사 filed Critical 현대오트론 주식회사
Priority to KR1020140111246A priority Critical patent/KR101593625B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101593625B1 publication Critical patent/KR101593625B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

본 명세서의 적어도 일부의 실시예는 가솔린 및 압축천연가스를 사용할 수 있는 바이퓨얼(Bi-fuel) 차량의 엔진 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 상기 방법은 연료의 종류를 선택하는 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 연료 선택에 따라서 연료 전환이 요구되는지 판단하는 단계; 연료 전환이 요구되면, 전환되는 연료의 분사량 및 압축비를 계산하는 단계; 상기 계산된 연료의 분사량 및 압축비가 연료 전환 조건을 충족하는지 판단하는 단계; 상기 판단결과 연료 전환 조건이 만족되는 경우 상기 계산된 연료의 분사량으로 상기 전환되는 연료를 실린더에 분사하고, 상기 계산된 압축비에 따라서 실린더의 피스톤이 동작되도록 스트로크를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING AN ENGINE IN BI-FUEL AUTOMOBILE}
본 명세서는 차량의 엔진 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 바이퓨얼(Bi-fuel) 차량의 엔진 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 친환경 자동차에 관심이 높아지면서 전기차, 수소연료차, 하이브리드 자동차 및 바이퓨얼 자동차 등이 등장하고 있다.
하이브리드 자동차는 한 종류의 연료를 사용하지만 두 가지 동력원으로 구동되며, 예를 들어 가솔린 또는 디젤과 같은 화석연료를 사용하되 엔진과 모터를 동력원으로 사용하고 있다.
바이퓨얼(Bi-fuel) 자동차는 하이브리드 자동차와 달리 하나의 자동차에서 두가지 연료를 함께 사용하는 방식이다. 예를 들어 LPG와 가솔린을 연료로 사용할 경우, 도심 주행시에는 가솔린을 주된 연료로 사용하며 고속 주행시는 LPG를 주된 연료로 사용할 수 있도록 운전자가 주행 상황에 따라서 연료 및 엔진 선택이 가능한다. 이와 같이 바이퓨얼 자동차는 운전자가 주행 상황에 따른 연료 선택을 통해서 연료 효율을 높이고자 하는 신개념의 친환경 자동차이다.
일반적으로, 바이퓨얼 차량에 사용되는 연료는 가솔린 또는 가스를 사용하며, 상호 장단점을 보완하기 위해 가솔린과 가스를 겸용으로 사용하고 있다. 이때 가스 연료는 압축 천연 가스인 씨엔지(CNG: Compressed Natural Gas) 또는 액화 석유 가스인 엘피지(LPG : Liquid Platum Gas)중 하나를 이용하고 있다.
이러한 바이 퓨얼 차량은 가솔린 엔진 제어유닛으로부터 공급되는 가솔린 인젝션 신호를 제공받아 인터페이스 박스에서 가스 인젝션 신호를 발생하고, 이러한 가스 인젝션 신호에 따라 연료 탱크 내의 연료(LPG 또는 CNG)를 가스 인젝터에 공급하도록 구비된다.
한편, 연료 탱크 내의 가솔린 연료는 가솔린 엔진 제어 유닛에서 발생하는 가솔린 인젝션 신호를 제공받아 가솔린 인젝터에 공급된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0112604호는 바이퓨얼 차량의 연료 전환 방법 및 장치에 관한 것으로서, 운전자의 선택에 따라 발생하는 수동 연료 전환 신호가 기 설정된 임계값 이상으로 계속 수신될 때 사용 연료를 전환함으로써 엔진 제어 유닛의 오동작을 미연에 방지하고 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술이 개시되어 있다.
한편, 압축 천연 가스(CNG)와 가솔린을 모두 사용할 수 있는 이종연료 엔진 시스템에서는 서로 다른 연료의 특성에 의한 다양한 연소 특성과 차이점이 발생한다. 특히, CNG의 경우 기체 상태로 분사되어 엔진 연소실내로 흡입되게 되는데, 이 과정에서 기체연료가 연소실내로 흡입되는 공기의 충진을 방해하여 충진효율에 손실이 생기고 이는 곧 출력저하로 이어진다. 반면 CNG는 가솔린에 비해 높은 압축비로 연소하여도 노킹(Knocking) 등의 문제가 발생하지 않고, 증가된 압축비에 따라 출력향상 및 효율증대를 가져올 수 있다.
종래 바이퓨얼 차량의 경우에는, 가솔린과 CNG 간 출력차를 극복하기 위하여 스로틀밸브를 이용하여 상대적으로 고 출력인 가솔린의 출력을 제한하거나 수퍼차져나 터보차져와 같은 과급시스템을 이용하여 두 연료간 출력차를 줄이고자 하였다. 하지만 종래 방법들은 모든 영역에서 두 연료간의 출력차를 극복할 수 없을 뿐더러, 추가적인 과급으로 인한 소음이나 진동 발생으로 부품의 내구성을 악화 시키게 된다. 또한 연비에 영향을 미치는 효율 저하로 이어지게 된다.
본 명세서의 적어도 일부의 실시예는 압축 천연 가스(CNG)와 가솔린을 모두 사용할 수 있는 이종연료(Bi-fuel) 엔진 시스템에 있어서, 실린더의 스트로크를 제어하여 전환될 연료에 맞게 압축비를 변경할 수 있는 이종연료 엔진의 제어장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 압축 천연 가스(CNG)와 가솔린을 모두 사용할 수 있는 이종연료(Bi-fuel) 엔진 시스템에 있어서, 이종 연료 간의 출력차를 극복할 수 있으며 엔진 노킹 현상을 방지하고 연비를 향상시킬 수 있는 엔진의 제어장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서의 적어도 일부의 실시예에 따르는 방법은, 가솔린 및 압축천연가스를 사용할 수 있는 바이퓨얼(Bi-fuel) 차량의 엔진 제어 방법에 있어서, 연료의 종류를 선택하는 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 연료 선택에 따라서 연료 전환이 요구되는지 판단하는 단계; 연료 전환이 요구되면, 전환되는 연료의 분사량 및 압축비를 계산하는 단계; 상기 계산된 연료의 분사량 및 압축비가 연료 전환 조건을 충족하는지 판단하는 단계; 상기 판단결과 연료 전환 조건이 만족되는 경우 상기 계산된 연료의 분사량으로 상기 전환되는 연료를 실린더에 분사하고, 상기 계산된 압축비에 따라서 실린더의 피스톤이 동작되도록 스트로크를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 방법에서 연료 전환 조건 충족여부를 판단하는 단계는, 상기 계산된 연료의 분사량 및 압축비를 통해서 산출되는 엔진효율 값이 기 설정된 엔진효율 기준에 충족되는지 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방법에서 선택되는 연료의 종류는 가솔린 또는 압축천연가스이며, 상기 압축천연가스로 연료 전환이 요구되는 경우에는 상기 가솔린에 비하여 높은 압축비로 엔진이 동작되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 적어도 일부의 실시예에 따르는 장치는, 가솔린 및 압축천연가스를 사용할 수 있는 바이퓨얼(Bi-fuel) 차량의 엔진 제어 장치에 있어서, 가솔린 또는 압축천연가스 겸용으로 동작될 수 있는 엔진; 가솔린 연료 펌프 및 인젝터를 포함하며 상기 엔진으로 가솔린 연료를 공급하는 제1 연료공급부; 압축천연가스 연료 레일 및 인젝터를 포함하며 상기 엔진으로 압축천연가스 연료를 공급하는 제2 연료공급부; 및 연료의 종류를 선택하는 신호를 수신하여, 상기 수신된 연료 선택에 따라서 연료 전환이 요구되는지 판단하고, 전환이 요구되는 연료의 분사량 및 압축비를 계산하여, 상기 계산된 연료의 분사량으로 상기 전환되는 연료를 실린더에 공급하도록 상기 제1 연료공급부 및 제2 연료공급부를 제어하고, 상기 계산된 압축비에 따라서 상기 압축비가 가변되도록 상기 엔진을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 압축천연가스로 연료 전환이 요구되는 경우에는 상기 가솔린에 비하여 높은 압축비로 엔진이 동작되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 적어도 일부의 실시예에 따르면, 실린더의 스트로크를 제어하여 전환되는 연료에 맞게 압축비를 변경할 수 있는 이종연료 엔진의 제어장치 및 방법이 제공되는 효과가 있다.
또한, 압축 천연 가스(CNG)와 가솔린을 모두 사용할 수 있는 이종연료(Bi-fuel) 엔진 시스템에 있어서, 이종 연료 간의 출력차를 극복할 수 있으며 엔진 노킹 현상을 방지하고 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 이종 연료를 사용하는 경우 엔진 실린더 내의 충진 효율을 비교한 참고도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 이종 연료를 사용하는 경우 엔진 실린더 내의 압축비를 비교한 참고도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 엔진 제어시 압축비에 따른 엔진 효율을 시뮬레이션한 도면이다.
이하, 본 명세서의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
우선, 사용자는 차량 주행 상황이나 조건에 따라서 사용하는 연료를 선택적으로 전환할 수 있으며, 차량의 제어부에서는 사용자가 입력한 연료의 종류를 선택하는 신호를 수신한다(S101). 본 발명의 다른 실시예에 따르면 사용자가 연료를 선택하지 않더라도 시스템에서 주기적으로 엔진효율을 점검하여 현재 사용되는 엔진효율 저하를 야기한다면 연료 전환을 위한 연료 선택 신호를 발송하도록 할 수도 있다.
이후, 제어부는 연료 선택 신호를 수신하여 선택된 연료가 가솔린 또는 CNG 인지 확인하고, 수신된 연료 선택에 따라서 연료 전환이 요구되는지 판단한다(S103).
만약 가솔린 연료로 엔진이 동작하던 중, 사용자가 CNG 연료를 선택하였다면 제어부에서는 연료 전환이 요구되는 것으로 판단한다.
그러나 연료 전환이 필요없다고 판단되면 후속 판단과정은 생략하고 바이퓨얼 차량 엔진 제어 프로세스를 종료한다.
한편, 연료 전환이 요구될 경우에는 전환되는 연료의 분사량 및 압축비를 계산한다.
이는 이종 연료의 특성에 따라서 충진 효율, 압축비에 따른 노킹 현상, 출력 등이 모두 달라지기 때문이다. 예를 들어, CNG의 경우에는 기체 상태로 분사되어 엔진의 연소실 내로 흡입되며, 이와 같은 과정에서 기체 연료가 엔진 연소실 내로 흡입되는 공기(fresh air)의 충진을 방해함으로써 충진 효율에 손실이 발생하게 된다. 따라서, CNG를 가솔린 연료와 동일한 기준으로 분사한다면 오히려 충진효율 손실에 따른 출력저하의 문제가 발생할 수 있다.
한편, CNG는 가솔린 연료에 비해서 높은 압축비로 연소를 하여도 엔진 노킹 등의 문제가 발생하지 않으며, 증가된 압축비에 따라 출력이 오히려 향상되고 효율이 증대되는 장점이 있으므로, 가솔린 연료와 동일한 기준으로 압축비를 적용한다면 오히려 엔진 비효율이 발생하게 된다.
도 1에 도시된 실시예에서는, 전환되는 연료가 CNG 인지 우선 판단한다(S105).
전환되는 연료가 CNG인 경우에는 제어부에서 CNG 분사량을 계산한다(S106). 앞서 설명한 바와 같이, CNG의 경우에는 기체 상태로 분사되어 엔진의 연소실 내로 흡입되며, 이와 같은 과정에서 기체 연료가 엔진 연소실 내로 흡입되는 공기(fresh air)의 충진을 방해함으로써 충진 효율에 손실이 발생하게 되므로 가솔린에 비해서 CNG 연료의 분사량을 적게 계산하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 이종 연료를 사용하는 경우 엔진 실린더 내의 충진 효율을 비교한 참고도이며, 도시된 바와 같이 가솔린 연료를 사용하는 경우(도 3(a))와 비교하여 CNG 연료를 사용하는 경우(도 3(b))는 천연가스가 어느정도 부피를 차지하게 되므로 제어부는 이를 고려하여 분사량을 결정한다.
그리고, CNG 연료의 목표 압축비를 계산한다(S107).
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 이종 연료를 사용하는 경우 엔진 실린더 내의 압축비를 비교한 참고도이다. 도 4를 참고하면, 가솔린 연료의 경우(도 4a) 상대적으로 낮은 압축비에서 실린더 내의 피스폰이 왕복운동을 하게 되나, CNG 연료의 경우(도 4b) 상대적으로 높은 압축비에서 실린더 내의 피스톤이 왕복운동을 할 수 있다. 도면의 L은 피스톤의 스트로크를 나타내는 것이며, CNG의 경우에는 실린더의 거의 끝부분인 피크치까지 피스톤의 스트로크를 제어하는 것이 가능하다. 따라서, 가솔린 연료와 CNG 연료의 압축비를 비교하면, 도시된 바와 같이, '△' 만큼의 압축비의 차이가 발생하여 CNG 연료를 사용하는 경우 보다 높은 압축비로 동작하는 것이 가능하다.
한편, S105 단계에서 전환되는 연료가 CNG가 아니라면, 가솔린 분사량 및 압축비를 계산한다(S115, S117).
이후, 제어부에서는 계산된 연료 분사량 및 압축비를 통해서 연료전환 조건이 충족하는지 판단한다(S121).
연료전환 조건 충족 여부에 대한 판단은 계산된 연료의 분사량 및 압축비를 통해서 산출되는 엔진효율 값이 기 설정된 엔진효율 기준에 충족되는지 여부로 판단할 수 있다.
여기서 엔진효율은 다음 수학식 1을 통해서 계산한다.
Figure 112014080908699-pat00001
수학식 1에서 'cr'은 압축비를 나타내며, 'γ'는 분사되는 연료의 비열비(specific heat ratio)를 나타내며, 'η'는 엔진효율을 나타낸다.
비열비 γ는 압력이 일정할 때 체적 팽창의 비열인 정압비열(Cp)과 체적이 일정할 때 압력 상승의 비열인 정적비열(Cv)의 비로 정의된다.
정적비열이 크다는 것은 자체적으로 에너지를 많이 축적 할 수 있음을 의미하므로 연소 때 발생되는 열량 중 많은 부분이 내부에너지 증가에 사용된다. 반대로 정압비열이 크다는 것은 외부로의 일을 하는데 열량을 더 많이 사용함을 의미한다. 따라서 비열비가 크다는 것은 동일 발열량당 외부에 하는 일이 많음을 의미한다.
비열비는 기체이 종류에 따라 다르며 통상 가솔린은 비열비(γ) 값이 1.28로 설정된다.
한편, 상기와 같은 엔진 내부 상태를 측정하기 위해서는 실린더 내부로 충진되는 공기질량을 측정하기 위한 MAP센서 또는 공기유량센서, 엔진 웜업(warmup) 상태 확인을 위한 냉각수온(TMOT) 센서, 이론 공연비 피드백 제어용 산소 센서, 가감속 정보를 위한 TPS 센서 또는 ETC 전자제어쓰로틀, 엔진 회전속도 연소 주기 판별을 위한 크랙크각(CKP) 센서, 캠포지션(CMP) 센서 등을 활용할 수 있다.
S121 단계에서 판단결과 연료 전환 조건이 만족되는 경우는, 앞서 계산된 연료의 분사량으로 전환되는 연료를 실린더에 분사한다(S123). 또한, 계산된 압축비에 따라서 실린더의 피스톤이 동작되도록 VCR(Variable Compression Ratio System; 가변압축비 시스템)을 제어한다(S125).
가변압축비 시스템(VCR)은 엔진 실린더내 용적을 가변하며 제어부를 통해서 압축비가 결정되면 이를 피스톤의 스트로크로 제어하여 압축비에 따른 피스톤 왕복운동이 제어된다.
예를 들어, 가솔린 연료에서 CNG로 연료 전환이 요구되는 경우에는 가솔린에 비하여 높은 압축비로 엔진이 동작되도록 목표 압축비가 설정되어 VCR이 작동된다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 장치는 가솔린 또는 압축천연가스 겸용으로 동작될 수 있는 엔진(10)과, 가솔린 연료 펌프 및 인젝터를 포함하며 상기 엔진으로 가솔린 연료를 공급하는 가솔린 연료공급부(20)와, CNG 연료 레일 및 인젝터를 포함하며 상기 엔진으로 CNG 연료를 공급하는 CNG 연료공급부(30)와, 엔진 및 연료 공급부를 제어하여 연료량 및 압축비를 조절하는 제어부를 포함한다.
제어부는 연료의 종류를 선택하는 신호를 수신하여, 수신된 연료 선택에 따라서 연료 전환이 요구되는지 판단하고, 전환이 요구되는 연료의 분사량 및 압축비를 계산하여, 계산된 연료의 분사량으로 상기 전환되는 연료를 실린더에 공급하도록 가솔린 연료공급부(20) 및 CNG 연료공급부(30)를 제어하는 가솔린 연료 제어부(21)와 CNG 연료제어부(31)를 포함한다. 또한, 계산된 압축비에 따라서 압축비가 가변되도록 상기 엔진을 제어하는 VCR 제어부(40)를 포함한다.
VCR 제어부(40)는 전환되는 연료에 따라서 압축비가 증가 또는 감소되도록 실린더의 피스톤 스트로크를 제어한다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이퓨얼 차량의 엔진 제어시 압축비에 따른 엔진 효율을 시뮬레이션한 도면이다.
도 5의 시뮬레이션은 가솔린 연료의 경우 엔진 효율(η)에 관한 것으로서 가솔린의 비열비(γ)는 1.28이며, 압축비가 증가할수록 엔진 효율이 증가되다가 압축비가 20이상이 되면 실질적인 피크값이 발생함을 알 수 있다.
본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 엔진 20: 가솔린 연료 공급부
21: 가솔린 연료 제어부 30: CNG 연료 공급부
31: CNG 연료 제어부 40: VCR 제어부

Claims (7)

  1. 가솔린 및 압축천연가스를 사용할 수 있는 바이퓨얼(Bi-fuel) 차량의 엔진 제어 방법에 있어서,
    연료의 종류를 선택하는 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 연료 선택에 따라서 연료 전환이 요구되는지 판단하는 단계;
    연료 전환이 요구되면, 전환되는 연료의 분사량 및 압축비를 계산하는 단계;
    상기 계산된 연료의 분사량 및 압축비가 연료 전환 조건을 충족하는지 판단하는 단계;
    상기 판단결과 연료 전환 조건이 만족되는 경우 상기 계산된 연료의 분사량으로 상기 전환되는 연료를 실린더에 분사하고, 상기 계산된 압축비에 따라서 실린더의 피스톤이 동작되도록 스트로크를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 연료 전환 조건 충족여부를 판단하는 단계는 상기 계산된 연료의 분사량 및 압축비를 통해서 산출되는 엔진효율 값이 기 설정된 엔진효율 기준에 충족되는지 판단하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    압축비를 'cr'이라 하고, 분사되는 연료의 비열비(specific heat ratio)를 'γ' 라고 하고, 엔진 효율을 'η'라고 할 때,
    상기 엔진효율 η값은 다음 수학식
    Figure 112014080908699-pat00002

    으로 결정되는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    선택되는 연료의 종류는 가솔린 또는 압축천연가스이며,
    상기 압축천연가스로 연료 전환이 요구되는 경우에는 상기 가솔린에 비하여 높은 압축비로 엔진이 동작되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 방법.
  5. 가솔린 및 압축천연가스를 사용할 수 있는 바이퓨얼(Bi-fuel) 차량의 엔진 제어 장치에 있어서,
    가솔린 또는 압축천연가스 겸용으로 동작될 수 있는 엔진;
    가솔린 연료 펌프 및 인젝터를 포함하며 상기 엔진으로 가솔린 연료를 공급하는 제1 연료공급부;
    압축천연가스 연료 레일 및 인젝터를 포함하며 상기 엔진으로 압축천연가스 연료를 공급하는 제2 연료공급부; 및
    연료의 종류를 선택하는 신호를 수신하여, 상기 수신된 연료 선택에 따라서 연료 전환이 요구되는지 판단하고, 전환이 요구되는 연료의 분사량 및 압축비를 계산하고, 상기 계산된 연료의 분사량 및 압축비를 통해서 산출되는 엔진효율 값이 기 설정된 엔진효율 기준을 충족되는지 판단하고, 상기 산출된 엔진효율 값이 기 설정된 엔진효율 기준을 충족하는 경우 상기 계산된 연료의 분사량으로 상기 전환되는 연료를 실린더에 공급하도록 상기 제1 연료공급부 및 제2 연료공급부를 제어하고, 상기 계산된 압축비에 따라서 상기 압축비가 가변되도록 상기 엔진을 제어하는 제어부를 포함하는 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 압축천연가스로 연료 전환이 요구되는 경우에는 상기 가솔린에 비하여 높은 압축비로 엔진이 동작되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는,
    압축비를 'cr'이라 하고, 분사되는 연료의 비열비(specific heat ratio)를 'γ' 라고 하고, 엔진 효율을 'η'라고 할 때,
    다음 수학식
    Figure 112014080908699-pat00003

    으로 엔진효율 η값을 계산하여 상기 계산된 연료의 분사량 및 압축비가 연료 전환 조건을 충족하는지 판단하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치.
KR1020140111246A 2014-08-26 2014-08-26 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치 및 방법 KR101593625B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140111246A KR101593625B1 (ko) 2014-08-26 2014-08-26 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140111246A KR101593625B1 (ko) 2014-08-26 2014-08-26 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101593625B1 true KR101593625B1 (ko) 2016-02-12

Family

ID=55355288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140111246A KR101593625B1 (ko) 2014-08-26 2014-08-26 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101593625B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102219308B1 (ko) 2021-01-15 2021-02-24 (주) 로 가솔린-lpg 이중 연료 공급 시스템의 연료 분사 장치
KR102256138B1 (ko) 2020-06-30 2021-05-25 주식회사 코니테크놀로지 액상연료용 mpi 인젝터와 gdi 인젝터를 구비한 바이퓨얼 연료공급시스템
KR102296562B1 (ko) 2021-07-16 2021-09-01 (주) 로 가솔린-가스 이중 연료 공급 시스템에서 gdi 가솔린 엔진의 고압연료레일 압력제어장치
KR102322743B1 (ko) 2020-08-07 2021-11-08 (주) 로 가솔린-lpg 이중 연료 공급 시스템의 연료 분사 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730344U (ja) * 1993-10-29 1995-06-06 ダイハツ工業株式会社 二元燃料エンジン
JP2008050954A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Toyota Motor Corp ガス燃料内燃機関
JP2013234652A (ja) * 2012-04-13 2013-11-21 Denso Corp エンジン制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730344U (ja) * 1993-10-29 1995-06-06 ダイハツ工業株式会社 二元燃料エンジン
JP2008050954A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Toyota Motor Corp ガス燃料内燃機関
JP2013234652A (ja) * 2012-04-13 2013-11-21 Denso Corp エンジン制御装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102256138B1 (ko) 2020-06-30 2021-05-25 주식회사 코니테크놀로지 액상연료용 mpi 인젝터와 gdi 인젝터를 구비한 바이퓨얼 연료공급시스템
KR102322743B1 (ko) 2020-08-07 2021-11-08 (주) 로 가솔린-lpg 이중 연료 공급 시스템의 연료 분사 장치
KR102219308B1 (ko) 2021-01-15 2021-02-24 (주) 로 가솔린-lpg 이중 연료 공급 시스템의 연료 분사 장치
KR102296562B1 (ko) 2021-07-16 2021-09-01 (주) 로 가솔린-가스 이중 연료 공급 시스템에서 gdi 가솔린 엔진의 고압연료레일 압력제어장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5425517B2 (ja) 内燃機関の運転方法および装置
JP4138029B2 (ja) 内燃機関例えば自動車の内燃機関の作動システム
US7630823B2 (en) System and method for controlling the fuel injection event in an internal combustion engine
KR101593625B1 (ko) 바이퓨얼 차량의 엔진 제어 장치 및 방법
CN102066727B (zh) 控制具直接燃料注入的汽车内燃引擎的方法及装置
CN109477438B (zh) 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法
US11441455B2 (en) Method of controlling oil pump of vehicle
KR102086278B1 (ko) 내연 기관의 제어 장치 및 내연 기관의 제어 방법
JP2013079652A (ja) デュアル燃料エンジンの制御ユニット
US20160069291A1 (en) Hybrid powertrain and method of operating same
US7426917B1 (en) System and method for controlling locomotive smoke emissions and noise during a transient operation
US9212618B2 (en) Injection timing management in dual fuel engine system
JP2007154853A (ja) 火花点火式直噴内燃機関の制御装置
JP4986984B2 (ja) 内燃機関の運転制御方法
CN103764979B (zh) 用于控制内燃机中爆震的方法和设备
CN102108905A (zh) 油气两用车燃料转换的同步控制方法
US6308685B1 (en) Method and device for the transient operation of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle
US20130186071A1 (en) Fuel supply method
CN113175388A (zh) 燃料喷射正时误差的补偿
KR102356313B1 (ko) 엔진의 실린더 내 총 압력을 결정하는 방법
CN105626284A (zh) 双燃料发动机燃气流量控制方法及装置
CN108291492A (zh) 用于运行内燃机的方法
US8851052B2 (en) Method and control device for operating an internal combustion engine
CN103975153A (zh) 内燃机的控制装置
CN103527334B (zh) 一种发动机控制方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200128

Year of fee payment: 5