저공해 LPG 엔진용 연료제어장치 및 ECU 에 관한 연구 = A Study on the Fuel Control System and ECU for Low Emission LPG Engines

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 최근 자동차의 배출가스에 의한 대기오염의 심각성으로 저공해 대체연료로 주목받고 있는 LPG 엔진의 연료 제어장치와 배출가스 저감을 위한 ECU(Electronic ControUnit)에 대한 것으로, LPG를 사용하는 차랑용 ECU 개발을 위한 기반 기술자료로 활용이 가능하다.
또한, H/W 설계기술, 제어 알고리즘 및 제어특성에 관한 연구 결과를 활용하여 배출가스 저감 및 엔진성응을 향상시킬 수 있다.
연구는 다음과 같이 3단계로 나누어 진행되었다.
1단계 - 현재 사용되고 있는 LPG 엔진의 연료공급장치 및 제어장치에 대한 연구와 엔진시뮬레이터를 제작하여 LPG엔진 제어 알고리즘을 분석하였다.
2단계 - LPG 엔진용 ECU Hardware와 Sofrware(제어 알고리즘)를 설계하였다.
3단계 - 실제 LPG 엔진에서 공연비제어 및 점화시기 제어에 대한 엔진성능을 실험하였다.
현재 사용되고 있는 LPG 엔진의 연료공급장치 및 제어장치에 대한 연구와 제어 알고리즘 분석을 효과적으로 수행하기 위하여 엔진시뮬레이터를 제작하였다.
제어 알고리즘 분석을 위해서는 특히 공회전 영역에서는 연소실내의 연소상태가 불완전하여 이에 대한 공연비 제어및 엔진 회전속도 제어가 매우 중요함을 알 수 있었다.
또한 시동시 엔진을 빠른 시간 안에 정상적인 작동온도로 상승시김으로서 배출가스를 저감시킬 수 있는 제어 알고리즘에 대한 분석자료를 ECU 설계시에 이용하여 좋은 성과를 얻을 수있었다.
ECU H/W 설계에 필요한 기반기술을 정립하였으며. 배출 가스 저감을 위한 여러 제어 알고리즘을 적용하여 장단점을 비교 분석하였다. 실제 엔진시험에서 정확한 공연비 제어 및점화시기 제어가 엔진 운전성을을 향상시킴을 확인하였다.
1) LPG 엔진의 실험시에는 특히 가스 누출에 의한 안전대책 이 강구되어야 한다.
2)LPG 연료는 등록된 차랑에 한하여 충전이 가능하다.
따라서 엔진시험을 위해서는 미리 관할 담당 정부기관의 허가증을 받아야한다 그렇지 않으면 이과정에서 많은 시간을 소비할 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• 요약문
• 1. 서 론
• 1.1 연구배경 및 목적
• 1.2 LPG 엔진 개요
• 2. 실험재료 및 방법
• 2.1 Simulator를 이용한 LPG-ECU 제어 알고리즘 분석
• 2.2 엔진 시스템
• 2.3 ECU 및 Hardware
• 2.4 ECU Software
• 3. 결 과
• 3.1 Simulator를 이용한 제어 알고리즘 분석 결과
• 3.2 Simulator를 이용한 Hardware Simulation 결과
• 3.3 공연비 제어결과
• 4. 논 의
• 5. 결 론
• 6. 참고문헌