KR20090022303A - Apparatus for heating pressure controller of cng car - Google Patents

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Abstract

A heating apparatus of a pressure controller of a CNG car is provided to perform PWM control of a battery electric source having a determined goal control duty value so that a heater heats up by determining a goal control duty value according to fuel temperature of a fuel line supplied to a gas injector. A pressure controller(35) reduces pressure of fuel in a fuel tank(10) and supply the fuel to an injector(50). An engine control unit(60) supplies pressurized fuel to the pressure controller when a start switch is turned on. A heater(35) heats the pressure controller on a prescribed temperature. The engine control unit determines a goal control duty value based on a fuel temperature signal of a fuel line when the start switch is turned on.

Description

씨엔지 자동차의 압력 조절기의 가열 장치{APPARATUS FOR HEATING PRESSURE CONTROLLER OF CNG CAR}A heating device for a pressure regulator of C & G Automotive Co., Ltd. {APPARATUS FOR HEATING PRESSURE CONTROLLER OF CNG CAR}

본 발명은 씨엔지 자동차의 압력 조절기의 가열 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하세는, 압력 조절기를 가열할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating device for a pressure regulator of CNENG automobile, and more particularly, to an apparatus for heating the pressure regulator.

일반적으로, 씨엔지(CNG: Compressed Natural Gas) 차량은 가솔린 엔진 제어유닛으로부터 공급되는 가솔린 인젝션 신호를 제공받아 인터페이스 박스에서 가스 인젝션 신호를 발생하고, 이러한 가스 인젝션 신호에 따라 연료 탱크 내의 연료를 가스 인젝터에 공급하도록 구비된다. In general, a CNG vehicle receives a gasoline injection signal supplied from a gasoline engine control unit to generate a gas injection signal at an interface box, and injects fuel in a fuel tank according to the gas injection signal. It is provided to supply to.

이때 연료 탱크 내의 연료는 가압되어 저장되어 있으며, 이 가압된 연료는 압력 조절기에 의해 기 설정된 소정치로 감압된 후 인젝터로 공급된다. 즉, 연료 탱크 내의 압축된 가스 연료의 압력은 대략 200 ∼ 250bar 정도이며, 이 압력은 압력 조절기를 거쳐 엔진에 공급되는 연료의 인젝션(injection) 압력이 대략 1 ∼ 3bar까지 감압된다.At this time, the fuel in the fuel tank is pressurized and stored, and the pressurized fuel is supplied to the injector after being decompressed to a predetermined value by a pressure regulator. That is, the pressure of the compressed gaseous fuel in the fuel tank is about 200 to 250 bar, and this pressure is reduced to about 1 to 3 bar injection pressure of the fuel supplied to the engine via the pressure regulator.

그러나, 외기 온도에 따라 가변하는 연료 온도에 따라 상기 압력 조절기의 정확한 압력 제어가 불가능하다. 즉, 외기 온도에 의해 압력 조절기의 주변 온도가 낮아진 경우 연료 온도가 낮아져 정확한 인젝션 압력 제어가 어렵다.However, accurate pressure control of the pressure regulator is not possible with fuel temperature varying with ambient temperature. That is, when the ambient temperature of the pressure regulator is lowered by the outside temperature, the fuel temperature is lowered, so that it is difficult to accurately control the injection pressure.

압력 조절기를 통과해서 나오는 연료의 온도를 모니터링한 후 모니터링 결과에 Ef라 제어 듀티값을 결정한다. 즉, 이상기체 상태방정식을 보면, PV=nRT 만족하고, 이때 압력(P)이 줄어들면, 온도(T)도 같이 내려가게 된다.After monitoring the temperature of the fuel passing through the pressure regulator, the control duty value Ef is determined from the monitoring result. That is, when the ideal gas state equation shows that PV = nRT, and the pressure P decreases, the temperature T also goes down.

따라서, 겨울철 아침(영하 날씨)에는 기존 가스온도(감압장치 전단)가 매우 낮기 때문에 압력 조절기의 내부에 얼어버려서 원하는 유량이 변할 수 있고, 압력 조절기에 무리를 줄 수 있습니다Therefore, in the winter morning (sub-zero weather), the existing gas temperature (the front of the pressure reducer) is very low, and it can freeze inside the pressure regulator, causing the desired flow rate to change and strain the pressure regulator.

이러한 압력 조절기의 무리를 해소하기 위해 인젝터로 제공되는 연료 라인의 연료 온도 또는 외기 온도에 따라 낮아진 연료 온도를 상승하기 위해 압력 조절기 내부, 즉 압력 조절기 내에 연료가 통과하는 연료 라인, 에 히터가 설치되고, 이 히터는 시동 스위치가 온 위치로 설정될 때 상기 인젝터로 공급되는 연료 라인의 연료 온도 또는 외기 온도에 따라 결정된 베터리 전원 공급에 따라 가열된다. To relieve this pressure regulator, a heater is installed inside the pressure regulator, that is, the fuel line through which the fuel passes, to raise the fuel temperature lowered according to the fuel temperature or the outside temperature of the fuel line provided to the injector. This heater is heated according to the battery power supply determined according to the fuel temperature or the outside temperature of the fuel line supplied to the injector when the start switch is set to the on position.

그러나, 상기 압력 조절기를 통과하는 연료 온도가 변하면 히터의 가열 온도가 변하게 되므로, 히터의 온도를 일정하게 유지할 수 없어 압력 조절기의 정확한 연료압 제어가 어려운 문제점이 있었다.However, since the heating temperature of the heater is changed when the fuel temperature passing through the pressure regulator is changed, it is difficult to maintain the constant temperature of the heater, which makes it difficult to accurately control the fuel pressure of the pressure regulator.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 가스 인젝터로 공급되는 연료 라인의 연료 온도에 따라 목표 제어 듀티값을 결정하고 결정된 목표 제어 듀티값을 가지는 베터리 전원의 PWM 제어를 통해 히터 를 가열함으로써, 히터에 흐르는 전류량 제어가 용이하여 압력 조절기의 연료압 제어를 정확하게 실행할 수 있는 씨엔지 자동차의 압력 조절기의 가열 장치를 제공하고자 함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to determine a target control duty value according to the fuel temperature of a fuel line supplied to a gas injector, and to control the PWM of a battery power source having a determined target control duty value. By heating the heater through, it is to provide a heating device of the pressure regulator of CNG automobile that can easily control the amount of current flowing through the heater to accurately control the fuel pressure of the pressure regulator.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 과제는,Technical problem according to the present invention for achieving the above object,

연료 탱크 내의 연료를 감압하여 인젝터로 공급하는 압력 조절기; 상기 시동 스위치가 온 위치로 설정되는 경우 가압된 연료 탱크 내의 연료를 상기 압력 조절기로 공급하는 엔진 제어 유닛; 상기 엔진 제어 유닛의 제어에 따라 상기 압력 조절기를 소정 온도로 가열하는 히터를 포함하되, 상기 엔진 제어 유닛은 상기 시동 스위치가 온 위치로 설정될 때 연료 라인의 연료 온도 신호를 기초로 목표 제어 듀티값을 결정하고 결정된 목표 제어 듀티값을 가지는 베터리 전원의 펄스폭변조(PWM) 제어에 의해 상기 히터가 가열되는 것을 포함한다.A pressure regulator for reducing the fuel in the fuel tank and supplying the fuel to the injector; An engine control unit for supplying fuel in the pressurized fuel tank to the pressure regulator when the start switch is set to an on position; And a heater for heating the pressure regulator to a predetermined temperature according to the control of the engine control unit, wherein the engine control unit has a target control duty value based on a fuel temperature signal of a fuel line when the start switch is set to an on position. And heating the heater by pulse width modulation (PWM) control of the battery power source having the determined target control duty value.

여기서, 상기 히터의 발열량은 공급되는 전류량에 대한 저항값이 반비례 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하고,Here, the heating value of the heater is characterized in that the resistance value with respect to the amount of current supplied is inversely determined based on,

상기 히터는 NTC(Nagative Temperature Coefficient) 소자인 것을 특징으로 한다.The heater is characterized in that the NTC (Nagative Temperature Coefficient) device.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 가스 인젝터로 공급되는 연료 라인의 연료 온도에 따라 목표 제어 듀티값을 결정하고 결정된 목표 제어 듀티값을 가지는 베터리 전원의 PWM 제어를 통해 히터를 가열함으로써, 히터에 흐르는 전류량 제어가 용이하여 압력 조절기의 연료압 제어를 정확하게 실행할 수 있는 효과를 얻는다.As described above, according to the present invention, the heater is determined by determining a target control duty value according to the fuel temperature of the fuel line supplied to the gas injector, and heating the heater through PWM control of the battery power source having the determined target control duty value. It is easy to control the amount of current flowing in the flow, so that the effect of accurately controlling the fuel pressure of the pressure regulator can be obtained.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예에서는 압축 천연 가스(씨엔지)를 사용하는 씨엔지 자동차를 일예로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiment of the present invention will be described as an example CNG automobile using compressed natural gas (CNC).

도 1은 본 발명에 따른 씨엔지 자동차의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1의 히터에 공급되는 PWM 신호를 보인 도이다.1 is a view showing the configuration of the CNG automobile according to the present invention, Figure 2 is a view showing a PWM signal supplied to the heater of FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 씨엔지 자동차의 내연 장치는, 씨엔지(CNG: Compressed Natural Gas) 연료를 가압 상태로 저장하는 연료탱크(10)와, 연료탱크(10)에 저장된 연료가 유입되며 유입된 연료의 압력을 기 설정된 임계값 이하로 감압하여 토출하는 압력 조절기(30)와, 압력 조절기(30)에서 토출된 연료가 유입되며 유입된 연료를 엔진(3)의 부하상태에 따라 정량 제어하는 복수개, 예를 들면 5-10개의 솔레노이드에 의해 정량 제어된 각각의 연료를 엔진(3)의 흡기 다기관으로 공급하는 연료 분배기(40)와, 연료 분배기(40)의 복수개의 솔레노이드에 의해 정량 제어되어 분배된 연료를 엔진 흡기 다기관의 연소실 내로 분사하는 가스 인젝터(노즐; Nozzle)(50)와, 엔진 회전수(RPM), 쓰로틀 위치 센서(TPS), 점화 시간 정보, 매니폴드 절대 압력(MAP), 냉각수 온도, 가스 인젝터(50)로 공급되는 연료 라인의 연료 온도, 산소 신호 및 연료 분배기(40)의 적어도 2곳 이상에서의 압력 신호를 입력받아 이들 각각의 신호를 토대로 상기 연료분배기(40)의 복수개의 솔레노이드를 구동 제어하는 엔진 제어 유닛(60)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, an internal combustion apparatus of a CNG automobile according to the present invention includes a fuel tank 10 for storing CNG (Compressed Natural Gas) fuel in a pressurized state, and a fuel tank 10 stored in the fuel tank 10. The pressure regulator 30 discharges the fuel by reducing the pressure of the introduced fuel to a predetermined threshold value or less, and the fuel discharged from the pressure regulator 30 flows into the loaded state of the engine 3. Fuel distributor 40 for supplying each fuel quantitatively controlled by a plurality of, for example, 5-10 solenoids to the intake manifold of the engine 3, and a plurality of solenoids of the fuel distributor 40 Gas injector (nozzle) 50 for injecting fuel dispensed and quantitatively controlled into the combustion chamber of the engine intake manifold, engine speed (RPM), throttle position sensor (TPS), ignition time information, and manifold absolute Pressure (MAP), coolant temperature, A plurality of solenoids of the fuel distributor 40 are received based on the fuel temperature of the fuel line supplied to the gas injector 50, an oxygen signal, and a pressure signal at at least two locations of the fuel distributor 40 based on each of these signals. It is configured to include an engine control unit 60 to drive control.

또한, 가스 인젝터(50) 입구의 연료 라인의 소정 위치에 설치되어 가스 인젝터(50)로 공급되는 연료 온도를 감지하여 전기적 신호로 변환한 후 제1 연료 온도 신호를 발생하는 제1 온도 센서(91)와, 상기 압력 조절기(30)를 통과하는 연료 라인의 소정 위치에 설치되어 상기 압력 조절기(30)를 통과하는 연료 온도를 감지하여 전기적 신호로 변환하여 제2 연료 온도 신호를 출력하는 제2 온도 센서(93)를 포함한다. In addition, the first temperature sensor 91 installed at a predetermined position of the fuel line at the inlet of the gas injector 50 detects a fuel temperature supplied to the gas injector 50, converts the fuel temperature into an electrical signal, and generates a first fuel temperature signal 91. And a second temperature installed at a predetermined position of the fuel line passing through the pressure regulator 30 to detect a fuel temperature passing through the pressure regulator 30, converting the fuel temperature into an electrical signal, and outputting a second fuel temperature signal. Sensor 93.

상기 압력 조절기(30)는, 시동 스위치가 온 위치로 설정될 때 상기 엔진 제어 유닛(60)의 제어에 따라 열림 제어하는 연료 차단 밸브와, 상기 연료 차단 밸브를 통과한 연료를 감압하여 가스 인젝터(50)로 공급하는 연료압 레귤레이터를 포함하고, 그에 더하여 상기 연료 차단 밸브 및 연료압 레귤레이터를 통과하는 연료 라인의 연료를 가열하기 위한 히터(35)가 설치된다. 상기 히터(35)는 베터리 전원의 공급, 즉, 전류의 흐름에 따라 발열하는 코일로 구비된다. 상기 코일은 전류량과 발열량이 증가할수록 저항값이 감소하는 NTC(Nagative Temperature Coefficient) 소자로 이루어진다. The pressure regulator 30 may include a fuel cutoff valve configured to open and control under the control of the engine control unit 60 when the start switch is set to an on position, and a gas injector by depressurizing fuel passing through the fuel cutoff valve. And a heater 35 for heating the fuel in the fuel line passing through the fuel shutoff valve and the fuel pressure regulator. The heater 35 is provided with a coil that generates heat according to the supply of battery power, that is, the flow of current. The coil is composed of a negative temperature coefficient (NTC) element in which the resistance value decreases as the amount of current and the amount of heat are increased.

또한, 상기 엔진 제어 유닛(60)은 연료 라인의 연료 온도 또는 외기 온도 목표 제어 듀티값을 결정하고, 이 결정된 목표 제어 듀티값을 가지는 베터리 전원의 PWM 신호를 발생하여 이 PWM 신호를 히터(35)에 공급하도록 구비된다. 상기 목표 제어 듀티값을 가지는 베터리 전원의 PWM 신호는 도 2에 도시된 바와 같다. 이때 히터(35)에 흐르는 전류량은 도 3에 도시된 바와 같다.In addition, the engine control unit 60 determines a fuel temperature or an outside temperature target control duty value of the fuel line, generates a PWM signal of a battery power source having the determined target control duty value, and generates the PWM signal to the heater 35. It is provided to supply to. The PWM signal of the battery power source having the target control duty value is as shown in FIG. 2. At this time, the amount of current flowing in the heater 35 is as shown in FIG. 3.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing to the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .

도 1은 본 발명에 따른 씨엔지 자동차의 구성을 보인 도이다.1 is a view showing the configuration of the CNG automobile according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 히터에 공급되는 PWM 신호를 보인 도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a PWM signal supplied to the heater shown in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시된 히터에 흐르는 전류량을 보인 도이다.3 is a diagram illustrating an amount of current flowing in the heater illustrated in FIG. 1.

Claims (3)

연료 탱크 내의 연료를 감압하여 인젝터로 공급하는 압력 조절기; A pressure regulator for reducing the fuel in the fuel tank and supplying the fuel to the injector; 상기 시동 스위치가 온 위치로 설정되는 경우 가압된 연료 탱크 내의 연료를 상기 압력 조절기로 공급하는 엔진 제어 유닛; An engine control unit for supplying fuel in the pressurized fuel tank to the pressure regulator when the start switch is set to an on position; 상기 엔진 제어 유닛의 제어에 따라 상기 압력 조절기를 소정 온도로 가열하는 히터를 포함하되, Including the heater for heating the pressure regulator to a predetermined temperature in accordance with the control of the engine control unit, 상기 엔진 제어 유닛은 상기 시동 스위치가 온 위치로 설정될 때 연료 라인의 연료 온도 신호를 기초로 목표 제어 듀티값을 결정하고 결정된 목표 제어 듀티값을 가지는 베터리 전원의 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하여 상기 히터로 공급하는 것을 특징으로 하는 씨엔지 자동차의 압력 조절기 가열 장치.The engine control unit determines a target control duty value based on a fuel temperature signal of a fuel line when the start switch is set to an on position and generates a pulse width modulation (PWM) signal of a battery power source having a determined target control duty value. Pressure regulator heating device of CNENG automobile, characterized in that to be supplied to the heater. 제1항에 있어서, 상기 히터의 발열량은 공급되는 전류량에 대한 저항값이 반비례 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 씨엔지 자동차의 압력 조절기 가열 장치.The pressure regulator heating device of claim 1, wherein the heating value of the heater is determined based on an inverse proportion to a resistance value of the supplied current amount. 제1항 또는 제2항 중 한 항에 있어서, 상기 히터는 NTC(Nagative Temperature Coefficient) 소자인 것을 특징으로 하는 씨엔지 자동차의 압력 조절기 가열 장치.The pressure regulator heating device of claim 1, wherein the heater is a negative temperature coefficient (NTC) element.
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