KR20120090297A - System and method for calculation of cng fuel level in bi-fuel engine - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system and method for calculating the quantity of CNG(Compressed Natural Gas) fuel in a bi-fuel engine are provided to effectively inform drivers with the amount of the fuel as a PWM(Pulse Width Modulation) signal is set depending on the calculated residual quantity of the fuel in a CNG fuel tank. CONSTITUTION: A system and a method for calculating the quantity of CNG fuel in a bi-fuel engine comprises a sensing unit(100), a data calculation unit(200), and a display control unit(300). The sensing unit calculates a sensing value from a pressure sensor installed in a high pressure line, which connects a gas injector and a fuel tank. The data calculation unit calculates the mass of the CNG based on the sensing value. The data calculation unit confirms the residual amount of the CNG in the fuel tank based on the mass of the CNG. The display control unit displays the residual amount of the CNG on a cluster of a vehicle by transmitting a fuel level signal corresponding to the residual quantity of the CNG.

Description

바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CALCULATION OF CNG FUEL LEVEL IN BI-FUEL ENGINE}System for calculating the amount of compressed natural gas fuel in bi-fuel engine and its method {SYSTEM AND METHOD FOR CALCULATION OF CNG FUEL LEVEL IN BI-FUEL ENGINE}

본 발명은 바이-퓨얼(BI-Fuel) 엔진에서 압축천연가스(CNG, Compressed Natural Gas) 연료에 대한 잔량 계산 방안에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 압축천연가스 연료탱크에 충전되는 최대 압축천연가스 연료의 질량과 현재 압축천연가스 연료의 질량 비를 이용하여 압축천연가스 연료탱크의 잔량을 계산한 후, 그 결과를 차량의 클러스터를 통해 운전자에게 통지하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료 잔량 계산 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a residual amount calculation method for Compressed Natural Gas (CNG) fuel in a bi-fuel engine, and more particularly, to a maximum compressed natural gas filled in a compressed natural gas fuel tank. Residuals of compressed natural gas fuel tanks are calculated using the mass ratio of fuel mass and current compressed natural gas fuel, and the residual amount of compressed natural gas fuel in the bi-fuel engine that notifies the driver through the cluster of vehicles. A calculation system and method thereof are provided.

일반적으로, 바이-퓨얼 엔진에 사용되는 연료는 가솔린 또는 가스를 사용하며, 상호 장단점을 보완하기 위해 가솔린 및 가스 연료를 겸용으로 사용하고 있다. 이때 가스 연료로는 압축천연가스 또는 액화 석유 가스인 엘피지(LPG, Liquid Platum Gas)를 사용하며 그 중 대표적으로 압축천연 가스가 적용되고 있다.In general, the fuel used in a bi-fuel engine uses gasoline or gas, and a combination of gasoline and gaseous fuels is used to complement each other's advantages and disadvantages. In this case, LPG (Liquid Platum Gas), which is compressed natural gas or liquefied petroleum gas, is used.

이러한 바이-퓨얼 엔진은 가솔린 엔진 제어유닛으로부터 공급되는 가솔린 인젝션 신호를 제공받아 인터페이스 박스에서 가스 인젝션 신호를 발생하고, 이러한 가스 인젝션 신호에 따라 연료탱크 내의 압축천연가스를 가스 인젝터에 공급하도록 구비된다.The bi-fuel engine is provided with a gasoline injection signal supplied from a gasoline engine control unit to generate a gas injection signal at the interface box, and is provided to supply compressed natural gas in the fuel tank to the gas injector according to the gas injection signal.

이와 관련하여, 바이-퓨얼 엔진에서의 가솔린 연료량은 연료탱크 내에 장착되는 뜨개(Floator)의 기계적 측정방법 또는 연료탱크 내에 장착되는 연료 레벨 센서의 전기적 신호에 의해 측정되었다.In this regard, the amount of gasoline fuel in a bi-fuel engine was measured by mechanical measurement of a floater mounted in the fuel tank or by an electrical signal of a fuel level sensor mounted in the fuel tank.

그러나, 압축천연가스의 경우 고압가스 상태의 연료탱크 안에 뜨개를 넣을 수 없을 뿐만 아니라 뜨개가 작동될 수 있는 액체 연료가 아니므로, 가솔린 연료와 같이 뜨개 또는 연료 레벨 센서를 사용하여 연료량을 측정할 수 없다는 한계점이 있다.However, in the case of compressed natural gas, it is not possible to put a float in the fuel tank under high pressure gas, and since the float is not a liquid fuel that can operate, the amount of fuel can be measured using a float or fuel level sensor such as gasoline fuel. There is no limit.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 압축천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)가 충전된 연료탱크와 가스 인젝터를 연결하는 고압라인 상에 설치된 압력센서로부터 센싱값을 추출하고, 상기 추출된 센싱값을 기반으로 상기 연료탱크 상에 현재 충전중인 압축천연가스의 질량을 산출하며, 상기 산출된 압축천연가스의 질량을 기반으로 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인하여, 상기 확인된 압축천연가스의 잔량에 대응하는 연료레벨신호를 전송하여 차량의 클러스터 상에 상기 압축천연가스의 잔량을 디스플레이하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템 및 그 방법을 제공함으로써, 압축천연가스 연료탱크의 잔량을 계산한 후, 그 결과를 차량의 클러스터를 통해 운전자에게 통지하는데 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure sensor installed on a high pressure line connecting a fuel tank filled with compressed natural gas (CNG) and a gas injector. Extracts a sensing value from the fuel cell, calculates the mass of the compressed natural gas currently charged on the fuel tank based on the extracted sensing value, and compresses the compressed pressure on the fuel tank based on the calculated mass of the compressed natural gas. Compressed natural gas fuel amount calculation in a bi-fuel engine that checks the remaining amount of natural gas and transmits a fuel level signal corresponding to the identified remaining amount of the compressed natural gas to display the remaining amount of the compressed natural gas on a cluster of vehicles. By providing a system and method thereof, the remaining amount of the compressed natural gas fuel tank is calculated, and the result is calculated through a cluster of vehicles. To inform the driver.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따라, 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템이 제공되며: 이 시스템은, 압축천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)가 충전된 연료탱크와 가스 인젝터를 연결하는 고압라인 상에 설치된 압력센서로부터 센싱값을 추출하는 센싱부; 상기 추출된 센싱값을 기반으로 상기 연료탱크 상에 현재 충전중인 압축천연가스의 질량을 산출하고, 상기 산출된 압축천연가스의 질량을 기반으로 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인하는 데이터산출부; 및 상기 확인된 압축천연가스의 잔량에 대응하는 연료레벨신호를 전송하여 차량의 클러스터 상에 상기 압축천연가스의 잔량을 디스플레이하는 디스플레이제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a system for calculating the amount of compressed natural gas fuel in a bi-fuel engine: the system includes a fuel tank and a gas filled with compressed natural gas (CNG) A sensing unit for extracting a sensing value from a pressure sensor installed on a high pressure line connecting the injector; Calculating the mass of the compressed natural gas currently being charged on the fuel tank based on the extracted sensing value, and checking the remaining amount of the compressed natural gas charged on the fuel tank based on the calculated mass of the compressed natural gas Data calculation unit; And a display control unit configured to transmit a fuel level signal corresponding to the remaining amount of the compressed natural gas to display the remaining amount of the compressed natural gas on the cluster of the vehicle.

바람직하게는, 상기 데이터산출부는, 기 저장된 상기 연료탱크에 최대 충전 가능한 압축천연가스의 질량과 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 연료의 질량을 비교하여, 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the data calculation unit may compare the mass of the compressed natural gas that is stored in the fuel tank with the maximum amount of compressed natural gas, and the mass of the compressed natural gas that is currently charged. It is characterized by checking the remaining amount.

바람직하게는, 상기 데이터산출부는, 기 저장된 압축천연가스 대비 가솔린의 열량비를 기준으로 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량을 가솔린 양으로 변환하고, 상기 변환된 가솔린 양을 기준으로 주행 가능한 거리를 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the data calculation unit converts the currently charged compressed natural gas mass based on the calorie ratio of gasoline to pre-stored compressed natural gas into a gasoline amount, and a distance that can be driven based on the converted gasoline amount. It is characterized by calculating.

바람직하게는, 상기 디스플레이제어부는, PWM(Pulse Width Modulation)신호 형태를 갖는 상기 연료레벨신호에 대해 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량에 대응하도록 듀티 사이클(Duty Cycle)을 설정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the display control unit, characterized in that for setting the duty cycle (Duty Cycle) corresponding to the calculated currently charged compressed natural gas mass for the fuel level signal having a PWM (Pulse Width Modulation) signal form do.

바람직하게는, 상기 디스플레이제어부는, 상기 연료레벨신호에 대한 듀티 사이클 설정을 통해, 상기 클러스터 상에 구비된 세크먼트를 선별적으로 점등시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the display control unit, by setting the duty cycle for the fuel level signal, characterized in that for selectively lighting the segment provided on the cluster.

본 발명의 다른 일면에 따라 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 방법이 제공되며: 이 방법은, 압축천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)가 충전된 연료탱크와 가스 인젝터를 연결하는 고압라인 상에 설치된 압력센서로부터 센싱값을 추출하는 센싱값추출단계; 상기 추출된 센싱값을 기반으로 상기 연료탱크 상에 현재 충전중인 압축천연가스의 질량을 산출하는 질량산출단계; 상기 산출된 압축천연가스의 질량을 기반으로 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인하는 데이터산출단계; 및 상기 확인된 압축천연가스의 잔량에 대응하는 연료레벨신호를 전송하여 차량의 클러스터 상에 상기 압축천연가스의 잔량을 디스플레이하는 데이터표시단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for calculating the amount of compressed natural gas fuel in a bi-fuel engine: the high pressure line connecting a gas tank and a fuel tank filled with compressed natural gas (CNG) A sensing value extraction step of extracting a sensing value from a pressure sensor installed on the upper surface; A mass calculation step of calculating a mass of the compressed natural gas currently being charged on the fuel tank based on the extracted sensing value; A data calculation step of checking the remaining amount of the compressed natural gas charged on the fuel tank based on the calculated mass of the natural gas; And a data display step of transmitting the fuel level signal corresponding to the remaining amount of the compressed natural gas to display the remaining amount of the compressed natural gas on the cluster of the vehicle.

바람직하게는, 상기 데이터산출단계는, 기 저장된 상기 연료탱크에 최대 충전 가능한 압축천연가스의 질량과 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 연료의 질량을 비교하여, 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the data calculation step, by comparing the mass of the compressed natural gas that can be stored in the fuel tank with the maximum capacity of the compressed compressed natural gas fuel currently being charged, the compressed compressed natural gas on the fuel tank It is characterized by checking the remaining amount of.

바람직하게는, 상기 데이터표시단계는, PWM(Pulse Width Modulation)신호 형태를 갖는 상기 연료레벨신호에 대해 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량에 대응하도록 듀티 사이클(Duty Cycle)을 설정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the data displaying step includes setting a duty cycle to correspond to the calculated currently charged compressed natural gas mass for the fuel level signal having a PWM (Pulse Width Modulation) signal form. It is done.

바람직하게는, 상기 데이터표시단계는, 상기 연료레벨신호에 대한 듀티 사이클 설정을 통해, 상기 클러스터 상에 구비된 세크먼트를 선별적으로 점등시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the data display step may selectively turn on a segment provided on the cluster by setting a duty cycle for the fuel level signal.

바람직하게는, 상기 방법은, 기 저장된 압축천연가스 대비 가솔린의 열량비를 기준으로 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량을 가솔린 양으로 변환하는 데이터변환단계; 및 상기 변환된 가솔린 양을 기준으로 주행 가능한 거리를 산출하는 거리산출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the method comprises: a data conversion step of converting the calculated currently charged compressed natural gas mass into a gasoline amount based on a pre-stored compressed natural gas to gasoline ratio; And a distance calculation step of calculating a distance that can be driven based on the converted amount of gasoline.

이에, 본 발명에 따른 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템 및 그 방법에 의하면, 압축천연가스 연료탱크에 충전 가능한 최대 압축천연가스 연료의 질량과 현재 압축천연가스 연료의 질량 비를 이용함으로써, 압축천연가스 연료탱크의 잔량을 계산할 수 있다.Accordingly, according to the system and method for calculating the amount of compressed natural gas fuel in the bi-fuel engine according to the present invention, the mass ratio of the maximum compressed natural gas fuel that can be filled in the compressed natural gas fuel tank and the current of the compressed natural gas fuel is utilized. By doing so, the remaining amount of the compressed natural gas fuel tank can be calculated.

또한, 계산된 압축천연가스 연료탱크의 잔량에 따라 PWM 신호를 설정하여 압축천연가스 연료탱크의 잔량을 표시하는 클러스터의 세그먼트를 임의로 제어함으로써, 그 결과를 클러스터를 통해 운전자에게 효율적으로 통지할 수 있다.In addition, by arbitrarily controlling a segment of the cluster indicating the remaining amount of the compressed natural gas fuel tank by setting a PWM signal according to the calculated remaining amount of the compressed natural gas fuel tank, the result can be efficiently notified to the driver through the cluster. .

나아가, 압축천연가스 연료탱크에 남아있는 압축천연가스 연료의 질량을 계산함으로써, 압축천연가스 연료와 가솔린 연료의 열량 비를 고려하여 남은 압축천연가스 연료를 가솔린 양으로 변환함으로써, 이를 통해 남은 연료로 실제 차량이 얼마만큼 주행할 수 있을지 직관적으로 알 수 있다.Furthermore, by calculating the mass of the compressed natural gas fuel remaining in the compressed natural gas fuel tank, converting the remaining compressed natural gas fuel into the amount of gasoline in consideration of the calorie ratio of the compressed natural gas fuel and the gasoline fuel, thereby converting Intuitively know how much a real vehicle can drive.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 듀티 사이클 설정예를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도.1 is a schematic configuration diagram of a system for calculating a compressed natural gas fuel amount in a bi-fuel engine according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of a duty cycle setting according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic flowchart illustrating a method for calculating the amount of compressed natural gas fuel in a bi-fuel engine according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템에 대한 개략적인 구성도를 도시한다.1 is a schematic block diagram of a system for calculating a compressed natural gas fuel amount in a bi-fuel engine according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 시스템은, 압축천연가스가 이동되는 고압라인 상에 설치된 압력센서의 센싱값을 추출하는 센싱부(100), 상기 연료탱크 상에 현재 충전중인 압축천연가스의 질량을 기반으로 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인하는 데이터산출부(200), 및 연료레벨신호를 전송하여 차량의 클러스터 상에 압축천연가스의 잔량을 디스플레이하는 디스플레이제어부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1, the system includes a sensing unit 100 for extracting a sensing value of a pressure sensor installed on a high pressure line through which compressed natural gas is moved, and a mass of compressed natural gas currently being charged on the fuel tank. Based on the data calculation unit 200 to check the remaining amount of the compressed natural gas charged on the fuel tank, and a display control unit 300 for transmitting the fuel level signal to display the residual amount of compressed natural gas on the cluster of the vehicle Characterized in that.

상기 센싱부(100)는 바이-퓨얼 엔진에서 압축천연가스가 이동되는 고압라인 상에 설치된 압력센서의 센싱값을 추출한다. 보다 구체적으로, 센싱부(100)는 가솔린과 압축천연가스가 선택적으로 사용되는 바이-퓨얼 엔진에서 압축천연가스가 충전된 연료탱크와 가스 인젝터를 연결하는 고압라인 상에 설치된 압력센서로부터 센싱값을 추출한다.The sensing unit 100 extracts a sensing value of a pressure sensor installed on a high pressure line through which compressed natural gas is moved in a bi-fuel engine. More specifically, the sensing unit 100 senses a sensing value from a pressure sensor installed on a high pressure line connecting a fuel tank filled with compressed natural gas and a gas injector in a bi-fuel engine in which gasoline and compressed natural gas are selectively used. Extract.

상기 데이터산출부(200)는 상기 추출된 센싱값을 기반으로 상기 연료탱크 상에 현재 충전중인 압축천연가스의 질량을 산출한다. 보다 구체적으로, 데이터산출부(200)는 상기 추출된 센싱값에 대한 신뢰도를 향상시키기 위해 상기 센싱값에 대한 평균 압력값을 계산하고, 상기 계산된 평균 압력값을 기반으로 상기 연료탱크 상에 현재 충전중인 압축천연가스의 질량을 아래 [수식 1]을 통해 산출한다.The data calculation unit 200 calculates the mass of the compressed natural gas currently being charged on the fuel tank based on the extracted sensing value. More specifically, the data calculation unit 200 calculates an average pressure value for the sensing value in order to improve the reliability of the extracted sensing value, and is present on the fuel tank based on the calculated average pressure value. The mass of compressed natural gas being charged is calculated by the following Equation 1.

[수식 1][Equation 1]

현재 충전중인 압축천연가스의 질량 = (압축천연가스 연료탱크의 부피 * 고압라인의 평균 압력값)/(압축천연가스 가스 상수 * 고압라인 온도) * 상수Mass of compressed natural gas currently being charged = (Volume of compressed natural gas fuel tank * Average pressure value of high pressure line) / (Compressed natural gas constant * High pressure line temperature) * Constant

또한, 데이터산출부(200)는 상기 산출된 압축천연가스의 질량을 기반으로 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인한다. 보다 구체적으로, 데이터산출부(200)는 기 저장된 상기 연료탱크에 최대 충전 가능한 압축천연가스의 질량과 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 연료의 질량을 아래 [수식 2]를 통해 비교함으로써, 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인한다.In addition, the data calculation unit 200 checks the remaining amount of the compressed natural gas charged on the fuel tank based on the calculated mass of the natural gas. More specifically, the data calculation unit 200 compares the mass of the compressed natural gas that is stored in the fuel tank with the maximum filling capacity by comparing the mass of the compressed natural gas fuel currently being charged with the following Equation 2, Check the remaining amount of compressed natural gas on the fuel tank.

[수식 2][Equation 2]

압축천연가스의 잔량 = 현재 충전중인 압축천연가스 질량 /최대 충전 가능한 압축천연가스 질량 * 100 [%]Residual amount of compressed natural gas = mass of compressed natural gas currently being charged

한편, 데이터산출부(200)는 상기 산출된 압축천연가스 질량을 기반으로 주행 가능한 거리를 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 데이터산출부(200)는 기 저장된 압축천연가스 대비 가솔린의 열량비를 기준으로 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량을 가솔린 양으로 변환하고, 상기 변환된 가솔린 양을 기준으로 차량의 연비를 고려한 실제 주행 가능 거리를 산출할 수 있다.On the other hand, the data calculation unit 200 may calculate the distance that can be driven based on the calculated natural gas mass. More specifically, the data calculation unit 200 converts the calculated currently charged compressed natural gas mass into a gasoline amount based on a pre-stored compressed natural gas to gasoline calorie ratio, and converts the vehicle based on the converted gasoline amount. It is possible to calculate the actual driving distance in consideration of the fuel economy of.

상기 디스플레이제어부(300)는 상기 확인된 압축천연가스의 잔량에 대응하는 연료레벨신호를 전송하여 차량의 클러스터 상에 상기 압축천연가스의 잔량을 디스플레이한다. 보다 구체적으로, 디스플레이제어부(300)는 PWM(Pulse Width Modulation)신호 형태를 갖는 상기 연료레벨신호에 대해 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량에 대응하도록 듀티 사이클(Duty Cycle)을 설정한다. 즉, 디스플레이제어부(300)는 도 2에 도시한 바와 같이 상기 연료레벨신호에 대한 듀티 사이클 설정을 통해, 상기 클러스터 상에 구비된 세크먼트를 선별적으로 점등시키게 된다. 예컨대, 차량의 클러스터에는 6 세그먼트(Segment)가 구비된 상태에서, 디스플레이제어부(300)가 5%의 PWM 신호를 클러스터에 전송하면 클러스터의 모든 세그먼트는 꺼지게 되어 운전자에게 압축천연가스 연료탱크가 거의 비었다는 것을 알려주게 된다. 그리고, 디스플레이제어부(300)가 95%의 PWM 신호를 클러스터에 전송하면, 클러스터의 모든 세그먼트가 켜져서 운전자에게 압축천연가스 연료탱크가 완전히 충전되어 있는 상태임을 통지하게 된다. The display controller 300 transmits a fuel level signal corresponding to the checked remaining amount of the compressed natural gas to display the remaining amount of the compressed natural gas on the cluster of the vehicle. More specifically, the display controller 300 sets a duty cycle to correspond to the calculated currently charged compressed natural gas mass for the fuel level signal having a PWM (Pulse Width Modulation) signal form. That is, the display controller 300 selectively turns on the segment provided on the cluster by setting a duty cycle for the fuel level signal as shown in FIG. 2. For example, when the segment of the vehicle is provided with 6 segments, when the display control unit 300 transmits a 5% PWM signal to the cluster, all segments of the cluster are turned off, and the compressed natural gas fuel tank is almost empty for the driver. You will be informed. When the display control unit 300 transmits a 95% PWM signal to the cluster, all segments of the cluster are turned on to notify the driver that the compressed natural gas fuel tank is fully charged.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템에 의하면, 압축천연가스 연료탱크에 충전 가능한 최대 압축천연가스 연료의 질량과 현재 압축천연가스 연료의 질량 비를 이용함으로써, 압축천연가스 연료탱크의 잔량을 계산할 수 있다. 또한, 계산된 압축천연가스 연료탱크의 잔량에 따라 PWM 신호를 설정하여 압축천연가스 연료탱크의 잔량을 표시하는 클러스터의 세그먼트를 임의로 제어함으로써, 그 결과를 클러스터를 통해 운전자에게 효율적으로 통지할 수 있다. 나아가, 압축천연가스 연료탱크에 남아있는 압축천연가스 연료의 질량을 계산한 이후, 압축천연가스 연료와 가솔린 연료의 열량 비를 고려하여 남은 압축천연가스 연료를 가솔린 양으로 변환함으로써, 차량의 연비를 고려한 차량의 실제 주행 가능 거리를 계산할 수 있다.As described above, according to the system for calculating the amount of compressed natural gas fuel in the bi-fuel engine according to the embodiment of the present invention, the mass of the maximum compressed natural gas fuel that can be charged in the compressed natural gas fuel tank and the mass of the current compressed natural gas fuel By using the ratio, the remaining amount of the compressed natural gas fuel tank can be calculated. In addition, by arbitrarily controlling a segment of the cluster indicating the remaining amount of the compressed natural gas fuel tank by setting a PWM signal according to the calculated remaining amount of the compressed natural gas fuel tank, the result can be efficiently notified to the driver through the cluster. . Furthermore, after calculating the mass of the compressed natural gas fuel remaining in the compressed natural gas fuel tank, the fuel efficiency of the vehicle is reduced by converting the remaining compressed natural gas fuel into the amount of gasoline in consideration of the calorie ratio of the compressed natural gas fuel and the gasoline fuel. The actual distance traveled by the vehicle under consideration can be calculated.

이하에서는, 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 방법을 설명하기로 한다. 아울러, 설명의 편의를 위해 전술한 도 1에 도시된 구성은 해당 참조번호를 언급하여 설명하기로 한다.Hereinafter, referring to FIG. 3, a method for calculating the amount of compressed natural gas fuel in a bi-fuel engine according to an exemplary embodiment of the present invention will be described. In addition, for convenience of description, the components shown in FIG. 1 will be described with reference to corresponding reference numerals.

먼저, 바이-퓨얼 엔진에서 압축천연가스가 이동되는 고압라인 상에 설치된 압력센서의 센싱값을 추출한다(S100). 바람직하게는, 센싱부(100)가 가솔린과 압축천연가스가 선택적으로 사용되는 바이-퓨얼 엔진에서 압축천연가스가 충전된 연료탱크와 가스 인젝터를 연결하는 고압라인 상에 설치된 압력센서로부터 센싱값을 추출한다.First, the sensing value of the pressure sensor installed on the high pressure line in which the compressed natural gas is moved in the bi-fuel engine (S100). Preferably, the sensing unit 100 detects a sensing value from a pressure sensor installed on a high pressure line connecting a fuel tank filled with compressed natural gas and a gas injector in a bi-fuel engine in which gasoline and compressed natural gas are selectively used. Extract.

그리고 나서, 상기 추출된 센싱값을 기반으로 상기 연료탱크 상에 현재 충전중인 압축천연가스의 질량을 산출한다(S200-S300). 바람직하게는, 데이터산출부(200)가 상기 추출된 센싱값에 대한 신뢰도를 향상시키기 위해 상기 센싱값에 대한 평균 압력값을 계산하고, 상기 계산된 평균 압력값을 기반으로 상기 연료탱크 상에 현재 충전중인 압축천연가스의 질량을 아래 [수식 1]을 통해 산출한다.Then, the mass of the compressed natural gas currently being charged on the fuel tank is calculated based on the extracted sensing values (S200-S300). Preferably, the data calculation unit 200 calculates an average pressure value for the sensing value in order to improve the reliability of the extracted sensing value, and present on the fuel tank based on the calculated average pressure value The mass of compressed natural gas being charged is calculated by the following Equation 1.

[수식 1][Equation 1]

현재 충전중인 압축천연가스의 질량 = (압축천연가스 연료탱크의 부피 * 고압라인의 평균 압력값)/(압축천연가스 가스 상수 * 고압라인 온도) * 상수Mass of compressed natural gas currently being charged = (Volume of compressed natural gas fuel tank * Average pressure value of high pressure line) / (Compressed natural gas constant * High pressure line temperature) * Constant

그런 다음, 상기 산출된 압축천연가스의 질량을 기반으로 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인한다(S400). 바람직하게는, 데이터산출부(200)가 기 저장된 상기 연료탱크에 최대 충전 가능한 압축천연가스의 질량과 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 연료의 질량을 아래 [수식 2]를 통해 비교함으로써, 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인한다. 한편, 데이터산출부(200)는 상기 산출된 압축천연가스 질량을 기반으로 주행 가능한 거리를 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 데이터산출부(200)는 기 저장된 압축천연가스 대비 가솔린의 열량비를 기준으로 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량을 가솔린 양으로 변환하고, 상기 변환된 가솔린 양을 기준으로 차량의 연비를 고려한 실제 주행 가능 거리를 산출할 수 있다(S500-S600).Then, the residual amount of compressed natural gas charged on the fuel tank is checked based on the calculated mass of natural gas (S400). Preferably, the data calculation unit 200 by comparing the mass of the compressed natural gas that can be maximum charge to the pre-stored fuel tank and the calculated mass of the compressed natural gas fuel currently being charged through the following [Formula 2], Check the remaining amount of compressed natural gas on the fuel tank. On the other hand, the data calculation unit 200 may calculate the distance that can be driven based on the calculated natural gas mass. More specifically, the data calculation unit 200 converts the calculated currently charged compressed natural gas mass into a gasoline amount based on a pre-stored compressed natural gas to gasoline calorie ratio, and converts the vehicle based on the converted gasoline amount. It is possible to calculate the actual driving distance in consideration of the fuel economy of (S500-S600).

[수식 2][Equation 2]

압축천연가스의 잔량 = 현재 충전중인 압축천연가스 질량 /최대 충전 가능한 압축천연가스 질량 * 100 [%]Residual amount of compressed natural gas = mass of compressed natural gas currently being charged

이후, 상기 확인된 압축천연가스의 잔량에 대응하는 연료레벨신호를 전송하여 차량의 클러스터 상에 상기 압축천연가스의 잔량을 디스플레이한다(S700-S800). 바람직하게는, 디스플레이제어부(300)가 PWM(Pulse Width Modulation)신호 형태를 갖는 상기 연료레벨신호에 대해 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량에 대응하도록 듀티 사이클(Duty Cycle)을 설정한다. 즉, 디스플레이제어부(300)는 도 2에 도시한 바와 같이 상기 연료레벨신호에 대한 듀티 사이클 설정을 통해, 상기 클러스터 상에 구비된 세크먼트를 선별적으로 점등시키게 된다. 예컨대, 차량의 클러스터에는 6 세그먼트(Segment)가 구비된 상태에서, 디스플레이제어부(300)가 5%의 PWM 신호를 클러스터에 전송하면 클러스터의 모든 세그먼트는 꺼지게 되어 운전자에게 압축천연가스 연료탱크가 거의 비었다는 것을 알려주게 된다. 그리고, 디스플레이제어부(300)가 95%의 PWM 신호를 클러스터에 전송하면, 클러스터의 모든 세그먼트가 켜져서 운전자에게 압축천연가스 연료탱크가 완전히 충전되어 있는 상태임을 통지하게 된다. Thereafter, the fuel level signal corresponding to the remaining amount of the compressed natural gas is transmitted to display the remaining amount of the compressed natural gas on the cluster of the vehicle (S700-S800). Preferably, the display control unit 300 sets a duty cycle to correspond to the calculated currently charged compressed natural gas mass with respect to the fuel level signal having a pulse width modulation (PWM) signal form. That is, the display controller 300 selectively turns on the segment provided on the cluster by setting a duty cycle for the fuel level signal as shown in FIG. 2. For example, when the segment of the vehicle is provided with 6 segments, when the display control unit 300 transmits a 5% PWM signal to the cluster, all segments of the cluster are turned off, and the compressed natural gas fuel tank is almost empty for the driver. You will be informed. When the display control unit 300 transmits a 95% PWM signal to the cluster, all segments of the cluster are turned on to notify the driver that the compressed natural gas fuel tank is fully charged.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 방법에 의하면, 압축천연가스 연료탱크에 충전 가능한 최대 압축천연가스 연료의 질량과 현재 압축천연가스 연료의 질량 비를 이용함으로써, 압축천연가스 연료탱크의 잔량을 계산할 수 있다. 또한, 계산된 압축천연가스 연료탱크의 잔량에 따라 PWM 신호를 설정하여 압축천연가스 연료탱크의 잔량을 표시하는 클러스터의 세그먼트를 임의로 제어함으로써, 그 결과를 클러스터를 통해 운전자에게 효율적으로 통지할 수 있다. 나아가, 압축천연가스 연료탱크에 남아있는 압축천연가스 연료의 질량을 계산한 이후, 압축천연가스 연료와 가솔린 연료의 열량 비를 고려하여 남은 압축천연가스 연료를 가솔린 양으로 변환함으로써, 상기 변환된 가솔린 양에 대응하여 차량의 연비를 고려한 차량의 실제 주행 가능 거리를 계산할 수 있다.As described above, according to the method for calculating the amount of compressed natural gas fuel in the bi-fuel engine according to the embodiment of the present invention, the mass of the maximum compressed natural gas fuel and the current of the compressed natural gas fuel that can be charged in the compressed natural gas fuel tank By using the ratio, the remaining amount of the compressed natural gas fuel tank can be calculated. In addition, by arbitrarily controlling a segment of the cluster indicating the remaining amount of the compressed natural gas fuel tank by setting a PWM signal according to the calculated remaining amount of the compressed natural gas fuel tank, the result can be efficiently notified to the driver through the cluster. . Further, after calculating the mass of the compressed natural gas fuel remaining in the compressed natural gas fuel tank, by converting the remaining compressed natural gas fuel into the amount of gasoline in consideration of the calorie ratio of the compressed natural gas fuel and gasoline fuel, the converted gasoline Corresponding to the amount, it is possible to calculate the actual driving distance of the vehicle in consideration of the fuel economy of the vehicle.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

본 발명에 따른 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템 및 그 방법에 따르면, 압축천연가스 연료탱크에 충전되는 최대 압축천연가스 연료의 질량과 현재 압축천연가스 연료의 질량 비를 이용하여 압축천연가스 연료탱크의 잔량을 계산한 후, 그 결과를 클러스터(Cluster)를 통해 운전자에게 통지한다는 점에서 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.According to the system and method for calculating the amount of compressed natural gas fuel in the bi-fuel engine according to the present invention, the compressed natural gas fuel tank is compressed using the mass ratio of the maximum compressed natural gas fuel and the current compressed natural gas fuel. Calculate the remaining capacity of natural gas fuel tanks, and then go beyond the limitations of existing technology in notifying the driver of the results via a cluster, and therefore the marketing or sales of the applied device, not just the use of the related technology. Not only is the possibility of being sufficient but also practically evident to the extent that the invention has industrial applicability.

100: 센싱부
200: 데이터산출부
300: 디스플레이제어부100: sensing unit
200: data calculation unit
300: display control unit

Claims (10)

압축천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)가 충전된 연료탱크와 가스 인젝터를 연결하는 고압라인 상에 설치된 압력센서로부터 센싱값을 추출하는 센싱부;
상기 추출된 센싱값을 기반으로 상기 연료탱크 상에 현재 충전중인 압축천연가스의 질량을 산출하고, 상기 산출된 압축천연가스의 질량을 기반으로 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인하는 데이터산출부; 및
상기 확인된 압축천연가스의 잔량에 대응하는 연료레벨신호를 전송하여 차량의 클러스터 상에 상기 압축천연가스의 잔량을 디스플레이하는 디스플레이제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템.A sensing unit for extracting a sensing value from a pressure sensor installed on a high pressure line connecting a fuel tank filled with compressed natural gas (CNG) and a gas injector;
Calculating the mass of the compressed natural gas currently being charged on the fuel tank based on the extracted sensing value, and checking the remaining amount of the compressed natural gas charged on the fuel tank based on the calculated mass of the compressed natural gas Data calculation unit; And
Compressed natural gas fuel amount in the bi-fuel engine, characterized in that it comprises a display control unit for transmitting the fuel level signal corresponding to the remaining amount of the compressed natural gas to display the remaining amount of the compressed natural gas on the cluster of the vehicle Calculation system. 제 1 항에 있어서,
상기 데이터산출부는,
기 저장된 상기 연료탱크에 최대 충전 가능한 압축천연가스의 질량과 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 연료의 질량을 비교하여, 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템.The method of claim 1,
The data calculation unit,
By comparing the mass of the compressed natural gas that can be stored in the fuel tank with the maximum charge of the pre-stored compressed natural gas fuel, the remaining amount of the compressed natural gas charged on the fuel tank is checked. -Compressed natural gas fuel amount calculation system in fuel engine. 제 1 항에 있어서,
상기 데이터산출부는,
기 저장된 압축천연가스 대비 가솔린의 열량비를 기준으로 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량을 가솔린 양으로 변환하고, 상기 변환된 가솔린 양을 기준으로 주행 가능한 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템.The method of claim 1,
The data calculation unit,
Bi-, characterized in that for converting the currently charged compressed natural gas mass based on the calorie ratio of gasoline to compressed gas stored in advance to the amount of gasoline, and calculating the distance that can be driven based on the converted amount of gasoline. Compressed natural gas fuel quantity calculation system on fuel engines. 제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이제어부는,
PWM(Pulse Width Modulation)신호 형태를 갖는 상기 연료레벨신호에 대해 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량에 대응하도록 듀티 사이클(Duty Cycle)을 설정하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템.The method of claim 1,
The display control unit,
Compression natural in a bi-fuel engine, characterized by setting a duty cycle for the fuel level signal having a pulse width modulation (PWM) signal type to correspond to the calculated currently charged compressed natural gas mass. Gas fuel amount calculation system. 제 4 항에 있어서,
상기 디스플레이제어부는,
상기 연료레벨신호에 대한 듀티 사이클 설정을 통해, 상기 클러스터 상에 구비된 세크먼트를 선별적으로 점등시키는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 시스템.The method of claim 4, wherein
The display control unit,
Compressed natural gas fuel amount calculation system in a bi-fuel engine, characterized in that by selectively setting the duty cycle for the fuel level signal, the segment provided on the cluster. 압축천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)가 충전된 연료탱크와 가스 인젝터를 연결하는 고압라인 상에 설치된 압력센서로부터 센싱값을 추출하는 센싱값추출단계;
상기 추출된 센싱값을 기반으로 상기 연료탱크 상에 현재 충전중인 압축천연가스의 질량을 산출하는 질량산출단계;
상기 산출된 압축천연가스의 질량을 기반으로 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인하는 데이터산출단계; 및
상기 확인된 압축천연가스의 잔량에 대응하는 연료레벨신호를 전송하여 차량의 클러스터 상에 상기 압축천연가스의 잔량을 디스플레이하는 데이터표시단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 방법.A sensing value extraction step of extracting a sensing value from a pressure sensor installed on a high pressure line connecting a fuel tank filled with compressed natural gas (CNG) and a gas injector;
A mass calculation step of calculating a mass of the compressed natural gas currently being charged on the fuel tank based on the extracted sensing value;
A data calculation step of checking the remaining amount of the compressed natural gas charged on the fuel tank based on the calculated mass of the natural gas; And
Compressing natural gas in the bi-fuel engine comprising a data display step of displaying the remaining amount of the compressed natural gas on the cluster of the vehicle by transmitting a fuel level signal corresponding to the remaining amount of the compressed natural gas How fuel is calculated. 제 6 항에 있어서,
상기 데이터산출단계는,
기 저장된 상기 연료탱크에 최대 충전 가능한 압축천연가스의 질량과 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 연료의 질량을 비교하여, 상기 연료탱크 상의 충전된 압축천연가스의 잔량을 확인하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 방법.The method according to claim 6,
The data calculation step,
By comparing the mass of the compressed natural gas that can be stored in the fuel tank with the maximum charge of the pre-stored compressed natural gas fuel, the remaining amount of the compressed natural gas charged on the fuel tank is checked. -Method of calculating the amount of compressed natural gas fuel in a fuel engine. 제 6 항에 있어서,
상기 데이터표시단계는,
PWM(Pulse Width Modulation)신호 형태를 갖는 상기 연료레벨신호에 대해 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량에 대응하도록 듀티 사이클(Duty Cycle)을 설정하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 방법.The method according to claim 6,
The data display step,
Compression natural in a bi-fuel engine, characterized by setting a duty cycle for the fuel level signal having a pulse width modulation (PWM) signal type to correspond to the calculated currently charged compressed natural gas mass. How to calculate gas fuel volume. 제 7 항에 있어서,
상기 데이터표시단계는,
상기 연료레벨신호에 대한 듀티 사이클 설정을 통해, 상기 클러스터 상에 구비된 세크먼트를 선별적으로 점등시키는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 방법.The method of claim 7, wherein
The data display step,
Compressed natural gas fuel amount calculation method in a bi-fuel engine, characterized in that for selectively turning on the segment provided on the cluster by setting the duty cycle for the fuel level signal. 제 6 항에 있어서,
상기 방법은,
기 저장된 압축천연가스 대비 가솔린의 열량비를 기준으로 상기 산출된 현재 충전중인 압축천연가스 질량을 가솔린 양으로 변환하는 데이터변환단계; 및
상기 변환된 가솔린 양을 기준으로 주행 가능한 거리를 산출하는 거리산출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이-퓨얼 엔진에서의 압축천연가스 연료량 계산 방법.The method according to claim 6,
The method comprises:
A data conversion step of converting the calculated currently charged compressed natural gas mass into an amount of gasoline based on a stored calorie ratio of gasoline to compressed natural gas; And
And a distance calculation step of calculating a distance that can be driven based on the converted amount of gasoline.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102075005B1 (en) * 2018-12-31 2020-02-10 현대오트론 주식회사 Control Method For CNG Bi-Fuel Vehicle Without Fuel Tank Pressure Sensor, And Vehicle Operated Thereby
KR102114830B1 (en) * 2018-11-30 2020-05-25 (주)컨트롤웍스 Pressure calculating apparatus and method for fuel tank of compressed natural gas vehicle

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KR102075005B1 (en) * 2018-12-31 2020-02-10 현대오트론 주식회사 Control Method For CNG Bi-Fuel Vehicle Without Fuel Tank Pressure Sensor, And Vehicle Operated Thereby

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