JP2007064204A

JP2007064204A - Ｌｐｉエンジンが装着された車両の始動性制御方法

Info

Publication number: JP2007064204A
Application number: JP2006121404A
Authority: JP
Inventors: Woo-Jik Lee; 禹稙李
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2007-03-15
Also published as: KR20070028017A; NL1031696C2; AU2006201751B2; AU2006201751A1; NL1031696A1; ITMI20060825A1; CN1924333A; CN100412343C; KR100706349B1

Abstract

【課題】ＬＰＩエンジン始動時に必要以上に始動を待機する不便さを改善するための、ＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法において、駐車時間がＬＰＩ制御用電子制御ユニットに伝送される段階；始動待機ランプが点灯する段階；燃料ポンプが駆動される段階；エンジンのＰＣＤ始動条件またはＰＣＤ再始動条件を確認する段階；燃料圧が目標値に到達したか否かを確認する段階；冷却水温度を確認する段階；前駆動サイクルのエンジン作動時間を確認する段階；エンジン作動時間を確認する段階；始動待機ランプの点灯時間を確認する段階；燃料圧を再び確認する段階；始動待機ランプをオフする段階；及びクロックをリセットする段階；を含んで構成されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明はＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法に関し、より詳しくは、ＬＰＩエンジンの始動時に駐車時間別に予め設定された始動待機ランプの最大点灯時間を制限（縮少）して、即ち、燃料の気化の程度によって最適な始動待機時間を設定して、必要以上に始動を待機する不便さを改善するためのＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法に関する。

一般に、ＬＰＩ（ＬＰＧＩｎｊｅｃｔｉｏｎ）エンジンは、燃料の蒸気圧力だけで燃料を押し出す既存のＬＰＧエンジンとは異なり、図１に示したように、ボンベ１０内に燃料ポンプ１１を設置して、液体のＬＰＧ燃料を燃料ラインを通じて圧送した後、ガスインジェクター（ｇａｓｉｎｊｅｃｔｏｒ）１２を通じて液体の燃料を噴射する構造を有する。
しかし、ＬＰＧ燃料は基本的に気体の燃料であるため、エンジン２０の輻射熱を受けて温度が上昇すると、飽和蒸気圧が直線的に増加する。したがって、燃料ラインの内部圧力が上昇し、燃料ラインの燃料を常に液体に維持するのは非常に難しい。

熱間（ｈｏｔ）状態のエンジンの始動をオフ（ｏｆｆ）すると、エンジンルームに位置する燃料ラインの燃料温度は徐々に上昇し、結局は気化が進むことによって燃料ラインの内部状態は液体及び気体が混在する状態になる。また、時間が経過するほど、気体が増加する。
特に、ＬＰＧ燃料の場合、液体から気体に変化すると、体積が約２５０倍に増加する。したがって、気体の状態で燃料を噴射すれば、混合気での燃料不足によって始動性が悪化する現象が発生する。
即ち、熱間条件で走行した状態で始動がオフされた後に再始動される時、エンジンの駐車時間（始動がオフされてから再始動されるまでの時間）によって燃料ライン内の燃料の液体及び気体の比率が異なり、これによって始動性も異なる。

従来は、始動がオフされてから３０分以上が経過した後で再始動されるＰＣＤ始動の場合には、次の方法が採用されていた。１つは、無条件に設定時間の間は燃料ポンプを作動させて燃料ライン内の燃料を十分に液化させた後で噴射する方法である、もう１つは、始動がオフされてから短時間内（２分以内）に再始動されるＰＣＤ再始動のように、燃料ライン内の燃料気化が進む前の状態で再始動される場合には、認識待機時間なしで直ちに始動が可能になるようにする方法である。これらの中間の場合（２分乃至３０分以内）には、燃料圧が目標圧に到達したか否かを確認した後で、始動待機ランプの最大点灯時間以後に始動が可能になるようにする方法とが使用された。

この時、燃料ポンプの作動は、運転席のクラスタ内に設置された始動待機ランプの点灯（ｏｎ）時間（現在は２．０乃至３．５秒で、始動時の燃料温度及びＬＰＧ燃料の組成の関数によって決定される時間）の間行うようになって、この間は燃料が噴射されない。
液化のための目標圧を設定（インジェクターの内部温度の関数によって設定）した状態で、運転者がイグニッションオン（ＩＧｏｎ）状態を維持すれば、まず、燃料ポンプを駆動させて、燃料圧が前記目標圧以上になってから始動待機ランプを消灯すると同時に燃料を噴射する。しかし、始動がオフされた後に時間帯別にインジェクターの内部温度を正確にモデリングするのは難しい。

始動がオフされる前の運転条件、すなわち、高付加運転またはアイドル放置のような運転条件、駐車時間及び駐車条件によって、インジェクターの内部温度が異なる。したがって、目標圧も当然異なるため、燃料温度を正確にモデリングして目標圧を設定するのは事実上不可能と言う問題点があった。
特開２００３−２０６８３２号公報

前記ような問題点を解決するために、本発明の目的は、ＬＰＩエンジンの始動時に駐車時間別に予め設＊定された始動待機ランプの最大点灯時間を制限（縮少）して、即ち、燃料の気化の程度によって最適な始動待機時間を設定して、必要以上に始動を待機する不便さを改善するための、ＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法を提供することにある。

本発明は、駐車時間別に始動待機ランプの最大点灯時間を制限することによって、エンジンの始動性を向上させるためのＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法において、キースイッチがイグニッションオン状態になれば、ＬＰＣが作動して、タイマーによって積算された駐車時間がＣＡＮラインを通じてＬＰＩ制御用電子制御ユニットに伝送される段階（Ｓ１１０）；前記電子制御ユニットによってクロックがスタートすると同時に、前記始動待機ランプが点灯する段階（Ｓ１１１）；前記電子制御ユニットによって前記クロックがスタートすると同時に、燃料ポンプが駆動される段階（Ｓ１１２）；前記エンジンのＰＣＤ始動条件またはＰＣＤ再始動条件を確認する段階（Ｓ１１３）；前記ＰＣＤ始動条件及び前記ＰＣＤ再始動条件でない場合には、燃料圧が目標値に到達したか否かを確認する段階（Ｓ１１４）；前記燃料圧が目標値に到達していない場合には、冷却水温度を基準値と比較して確認する段階（Ｓ１１５）；
前記冷却水温度が基準値以上である場合には、熱間状態の前駆動サイクルのエンジン作動時間を確認する段階（Ｓ１１６）；前記エンジン作動時間を基準値と比較して確認する段階（Ｓ１１７）；前記エンジン作動時間が基準値以上である場合には、クロックを確認して前記始動待機ランプの点灯時間を確認する段階（Ｓ１１８）；前記始動待機ランプの点灯時間が設定時間を超えない場合には、前記燃料圧が目標値に到達したか否かを再び確認する段階（Ｓ１１９）；前記始動待機ランプの点灯時間が前記設定時間を超える場合には、前記始動待機ランプをオフする段階（Ｓ１２０）；及び前記始動待機ランプがオフされれば、前記クロックをリセットする段階（Ｓ１２１）；を含んで構成されることを特徴とする。

前記エンジン作動時間を確認する段階（Ｓ１１７）で、前記エンジン作動時間が基準値以下である場合には、前記始動待機ランプの点灯時間を確認し、前記設定時間を超えない場合には、前記燃料圧が目標値に到達したか否かを再び確認する段階（Ｓ１２２）をさらに含んで構成されることを特徴とする。

前記エンジンのＰＣＤ始動条件またはＰＣＤ再始動条件を確認する段階（Ｓ１１３）で、前記ＰＣＤ始動条件は、熱間状態で始動がオフされてから３０分が経過してから再始動される条件であり、前記ＰＣＤ再始動条件は、熱間状態で始動がオフされてから２分以内に再始動される条件であり、前記ＰＣＤ始動条件及び前記ＰＣＤ再始動条件の間（始動がオフされた状態が２分乃至３０分の範囲である場合）である場合には、駐車時間別に前記始動待機ランプの最大点灯時間を別途に設定することを特徴とする。

前記駐車時間の積算は、前記エンジンの始動がオフされた時点から前記電子制御ユニットのＬＰＣの作動が開始される時点までであることを特徴とする。

前記クロックの作動は、電子制御ユニットのＬＰＣとは別途に、イグニッションオン時に作動することを特徴とする。

前記冷却水温度を確認する段階（Ｓ１１５）で、前記冷却水温度が前記基準値以下である場合には、前記エンジン作動時間と関係なく、駐車時間別に前記始動待機ランプの最大点灯時間を別途に設定して適用することを特徴とする。

本発明によるＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法を利用すれば、ＬＰＩエンジンの始動時に駐車時間別に始動待機ランプの最大点灯時間を制限することができるので、すなわち、燃料の気化の程度によって最適な始動待機時間を設定することにより、必要以上に始動を待機する不便さを改善することができる。結局、最適な始動性を確保して、ＬＰＩ車両の商品性を顕著に改善する効果を得ることができる。

以下、本発明によるＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法について、添付した図面を参照して説明する。

図２は本発明によるＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法を示したフローチャートであり、図３及び図４は駐車時間別の熱間始動性を確認した結果を示したグラフである。
ここでは、一般的なＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法を行うための一般的な装置の構成についての説明は省略する。

図２を参照して、本発明によるＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法を具体的に説明する。まず、キースイッチがイグニッションオン（ｏｎ）状態になれば、冷却水温度、吸気温度、及び燃料温度が電子制御ユニット（ＥＣＵ）に入力され、電子制御ユニットによって前駆動サイクルのエンジン作動時間が認識されて、燃料ポンプの作動が開始され、ＬＰＣ（ＬｏｗＰｏｗｅｒＣｏｕｎｔｅｒ）及びクロック（ｃｌｏｃｋ）が作動して、タイマーによって積算された駐車時間がＣＡＮライン（ＣＡＮｌｉｎｅ）を通じて電子制御ユニット（ＥＣＵ）に伝送される（段階Ｓ１１０）。

ここで、エンジン作動時間は、現在のイグニッションオンの直前の駆動サイクルの間のエンジンの累積運転時間を意味し、前駆動サイクルの間にエンジンの始動がオンされた状態にある時間、即ち、エンジンが始動されてから始動がオフされるまでの時間を示す。
また、駐車時間は、エンジンの始動をオフすると同時に、電子制御ユニットのタイマーがリセットされて、次の駆動サイクルのためのエンジンの始動時までにカウントされる時間を示す。

前記駐車時間の積算は、エンジンの始動がオフされた時点から電子制御ユニットのＬＰＣの作動が開始される時点まで行われる。
前記駐車時間の情報の入力を受けた電子制御ユニットは、別途のクロックをスタートさせると同時に、始動待機ランプを点灯させる（段階Ｓ１１１）。
また、前記電子制御ユニットは、前記クロックをスタートさせると同時に、燃料ポンプを駆動させるが、この時、燃料の条件による関数ｆ（プロパン、燃料温度）に基づいて燃料ポンプの速度を決定する（段階Ｓ１１２）。
ここでは、エンジン始動性確保のために、初期の高速作動時に発生するポンプの騒音問題は甘受しなければならない。

次に、エンジンの始動がオフされた後の駐車経過時間によって燃料ライン内の燃料の状態が異なるので、エンジンのＰＣＤ始動条件またはＰＣＤ再始動条件を確認する（段階Ｓ１１３）。特に、ＰＣＤ始動条件は、熱間状態で始動がオフされてから３０分が経過してから再始動される条件であり（この時、エンジンルーム内の燃料ラインの燃料は気体の状態である）、ＰＣＤ再始動条件は、熱間状態で始動がオフされてから２分以内に再始動される条件である（この時、エンジンルーム内の燃料ラインの燃料は気化が進められる以前の状態である）。

一方、ＰＣＤ始動条件及びＰＣＤ再始動条件の間（始動がオフされた状態が２分乃至３０分の範囲である場合）では、駐車時間によって気化が進められる状態が異なるので、駐車時間別に始動待機ランプの点灯時間を別途に設定する必要があるか確認して決定する。
ＰＣＤ始動条件またはＰＣＤ再始動条件である場合には、開始段階にリターンし、そうでない場合には、燃料圧が目標値に到達したか否かを確認する（段階Ｓ１１４）。

確認の結果、燃料圧が目標値に到達していない場合には、冷却水温度を基準値と比較して確認する。もし、冷却水温度が基準値以下である場合には、エンジン作動時間と関係なく、駐車時間別に始動待機ランプの最大点灯時間を別途に設定して適用し、冷却水温度が基準値以上である場合には、ＬＰＣを確認する（段階Ｓ１１５）。
冷却水温度が基準値以上である場合には、ＬＰＣによって熱間状態の前駆動サイクルのエンジン作動時間を確認する（段階Ｓ１１６）。特に、熱間状態の前駆動サイクルのエンジン作動時間が短すぎる場合を除いては、冷却水温度が基準値以上にならなければならず、次の段階でエンジン作動時間が基準値以上にならなければならない。

次に、前記エンジン作動時間を基準値と比較して確認し、前記エンジン作動時間が基準値以上である場合には、クロックを確認するが、反対にエンジン作動時間が基準値以下である場合には、燃料圧が目標値に到達したか否かを再び確認しなければならない（段階Ｓ１１７）。
前記エンジン作動時間が基準値以上である場合には、クロックを確認して始動待機ランプの点灯時間を確認し、確認された時間は電子制御ユニットに入力される。例えば、入力値は０．５乃至２．５秒である（段階Ｓ１１８）。

しかし、前記エンジン作動時間が基準値以下である場合には、始動時に始動待機ランプの最大点灯時間である駐車時間別に設定される始動待機ランプの最大点灯時間を確認する。そして、クロックで測定される現在の始動待機ランプの点灯時間が前記最大点灯時間を超えない場合には、燃料圧が目標値に到達したか否かを再び確認しなければならない（段階Ｓ１２２）。特に、この時、エンジン温度が低い場合には燃料温度も低いため、気体が発生する可能性が低いので、前駆動サイクルのエンジン作動時間を考慮しない。

前記始動待機ランプの点灯時間が前記最大点灯時間を超える場合には、前記始動待機ランプをオフし、超えない場合には、燃料圧が目標値に到達したか否かを再び確認する（段階Ｓ１１９）。また、前記駐車時間別の始動待機ランプの点灯時間を超える場合には、燃料圧が目標値に到達したか否かに関係なく、始動待機ランプがオフされる。
一方、エンジンが十分に作動した後に始動がオフされた状態では、駐車時間が短いほど燃料ライン内の気体の比率が低いので、燃料圧が目標圧に到達しなくても、エンジンの始動性には特に問題がない。

前記のように、前記始動待機ランプの点灯時間が前記最大点灯時間を超える場合には、始動待機ランプがオフされる（段階Ｓ１２０）。
前記始動待機ランプがオフされた後には、前記クロック（ｃｌｏｃｋ）をリセットする（段階Ｓ１２１）。
この時、前記クロックは、電子制御ユニットの内部のＬＰＣとは別途に、イグニッションオン時に作動する。
一方、エンジンの熱間状態での始動後に燃料温度が安定化される前に始動をオフする場合のように、エンジン作動時間が短すぎる場合には、始動をオフするとすぐに気体の発生率が増加するため、このような場合には、駐車時間別に設定される始動待機ランプの最大点灯時間の制限を行わない。

しかし、エンジンが完全に熱間状態ではない場合には、気体の発生率が低いため、前駆動サイクルのエンジン作動時間と関係なく、駐車時間別に設定される始動待機ランプの最大点灯時間の制限を行う。
クロックで測定される点灯時間が前記駐車時間別に設定される始動待機ランプの最大点灯時間を超える場合には、燃料圧と関係なく、始動待機ランプをオフし、そして最大点灯時間を超える前に燃料圧が目標圧を超える場合にも、もちろん始動待機ランプをオフにする。

図３及び図４は同一条件で駐車時間別の熱間始動性を確認した結果を示したグラフである。
図３に示したように、駐車時間を５分とする時は、燃料温度が７０℃であり、吸気温度が６７℃であり、ＴＭ温度が１４１℃であることが観察され、図４に示したように、駐車時間を１５分とする時は、燃料温度が６７℃であり、吸気温度が７０℃であり、ＴＭ温度が１２９℃であることが観察された。

したがって、前記グラフからわかるように、駐車時間によって燃料の気体の比率は増加するが、クロックで測定される始動待機ランプの点灯時間（イグニッションオン後の始動待機時間）は同等な水準を示した。
また、エンジンの駐車時間別燃料圧の目標値は別途に設定しなければならず、始動待機ランプの最大点灯時間を制限する必要があることを示している。

以上で、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

一般的なＬＰＩエンジンのシステム構成を示した図面である。本発明によるＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法を示したフローチャートである。駐車時間別に熱間始動性を確認した結果を示したグラフである。駐車時間別に熱間始動性を確認した結果を示したグラフである。

符号の説明

１０ボンベ
１１燃料ポンプ
２０エンジン

Claims

駐車時間別に始動待機ランプの最大点灯時間を制限することによって、エンジンの始動性を向上させるためのＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法において、
キースイッチがイグニッションオン状態になれば、ＬＰＣが作動して、タイマーによって積算された駐車時間がＣＡＮラインを通じてＬＰＩ制御用電子制御ユニットに伝送される段階（Ｓ１１０）；
前記電子制御ユニットによってクロックがスタートすると同時に、前記始動待機ランプが点灯する段階（Ｓ１１１）；
前記電子制御ユニットによって前記クロックがスタートすると同時に、燃料ポンプが駆動される段階（Ｓ１１２）；
前記エンジンのＰＣＤ始動条件またはＰＣＤ再始動条件を確認する段階（Ｓ１１３）；
前記ＰＣＤ始動条件及び前記ＰＣＤ再始動条件でない場合には、燃料圧が目標値に到達したか否かを確認する段階（Ｓ１１４）；
前記燃料圧が目標値に到達していない場合には、冷却水温度を基準値と比較して確認する段階（Ｓ１１５）；
前記冷却水温度が基準値以上である場合には、熱間状態の前駆動サイクルのエンジン作動時間を確認する段階（Ｓ１１６）；
前記エンジン作動時間を基準値と比較して確認する段階（Ｓ１１７）；
前記エンジン作動時間が基準値以上である場合には、クロックを確認して前記始動待機ランプの点灯時間を確認する段階（Ｓ１１８）；
前記始動待機ランプの点灯時間が設定時間を超えない場合には、前記燃料圧が目標値に到達したか否かを再び確認する段階（Ｓ１１９）；
前記始動待機ランプの点灯時間が前記設定時間を超える場合には、前記始動待機ランプをオフする段階（Ｓ１２０）；及び
前記始動待機ランプがオフされれば、前記クロックをリセットする段階（Ｓ１２１）；
を含んで構成されることを特徴とするＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法。
前記エンジン作動時間を確認する段階（Ｓ１１７）で、前記エンジン作動時間が基準値以下である場合には、前記始動待機ランプの点灯時間を確認し、前記設定時間を超えない場合には、前記燃料圧が目標値に到達したか否かを再び確認する段階（Ｓ１２２）をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法。
前記エンジンのＰＣＤ始動条件またはＰＣＤ再始動条件を確認する段階（Ｓ１１３）で、前記ＰＣＤ始動条件は、熱間状態で始動がオフされてから３０分が経過してから再始動される条件であり、前記ＰＣＤ再始動条件は、熱間状態で始動がオフされてから２分以内に再始動される条件であり、前記ＰＣＤ始動条件及び前記ＰＣＤ再始動条件の間（始動がオフされた状態が２分乃至３０分の範囲である場合）である場合には、駐車時間別に前記始動待機ランプの最大点灯時間を別途に設定することを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法。
前記駐車時間の積算は、前記エンジンの始動がオフされた時点から前記電子制御ユニットのＬＰＣの作動が開始される時点までであることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法。
前記クロックの作動は、電子制御ユニットのＬＰＣとは別途に、イグニッションオン時に作動することを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法。
前記冷却水温度を確認する段階（Ｓ１１５）で、前記冷却水温度が前記基準値以下である場合には、前記エンジン作動時間と関係なく、駐車時間別に前記始動待機ランプの最大点灯時間を別途に設定して適用することを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩエンジンが装着された車両の始動性制御方法。