KR100308996B1 - 하이브리드자동차의엔진시동제어장치및방법 - Google Patents

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Abstract

하이브리드 자동차에서 배터리의 잔존 용량 정보나 급가속을 요구하는 운행조건으로 엔진이 시동되는 경우 엔진이 설정된 일정 회전수를 유지하기까지 발전기의 구동으로 엔진 토오크를 보조하여 순차적인 연료 분사가 이루어지도록 한 것으로, 운행이 유지되는 상태에서 발전기의 신호를 분석하여 엔진의 시동이 온 되는지를 판단하는 과정과, 엔진의 시동 온으로 판단되면 엔진이 연료의 분사로 시동을 유지할 수 있는 최소의 회전수 조건인지를 판단하는 과정과, 연료의 분사로 엔진의 시동을 유지할 수 있는 조건이면 연료 분사를 위한 실린더를 판단하여 순차적인 연료의 분사를 실행하며, 연료의 분사로 엔진의 회전수가 상승되는지를 판단하는 과정과, 엔진 회전수의 상승이 검출되지 않으면 발전기를 모터로 전환시켜 엔진의 구동력을 보조하며, 검출되는 엔진의 회전수가 안정된 발전 전압을 출력할 수 있는 회전수의 조건을 만족하는지를 판단하는 과정 및, 엔진 회전수가 안정된 발전 전압을 출력할 수 있는 조건이면 모터로 유지되고 있는 발전기를 발전 모드로 전환시켜 엔진을 통한 전압의 발전으로 주행 전압을 공급하는 과정을 포함하여, 하이브리드 자동차의 엔진 제어 및 운행에 신뢰성이 제공된다.

Description

하이브리드 자동차의 엔진 시동 제어장치 및 방법
본 발명은 하이브리드 자동차의 엔진 시동 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리의 잔존 용량 정보나 급가속을 요구하는 운행조건으로 엔진이 시동되는 경우 엔진이 설정된 일정 회전수를 유지하기까지 발전기의 구동으로 엔진 토오크를 보조하여 순차적인 연료 분사가 이루어지도록 한 하이브리드 자동차의 엔진 시동 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 자동차는 동력원을 복수개 사용하는 것으로, 이는 보편적으로 가솔린이나 경유, 천연가스 등을 사용하는 내연기관과 전기를 사용하는 모터를 접목하여 구동 동력원으로 사용하고 있다.
상기의 하이브리드 자동차는 도심지역에서의 저속 운행이나 최초 출발시 에너지의 효율과 주변 환경을 고려하여 배터리의 전압을 이용하는 모터의 구동으로 자동차를 운행하고, 도심 외곽의 지역이나 배터리의 잔존 용량 등을 감안한 운행 및 급 가속이나 많은 토오크를 요구하는 운행 조건 등에서 에너지 효율성을 감안하여 내연기관의 시동으로 발전되는 전압을 주동력 전압으로 운행한다.
상기한 바와 같은 하이브리드 자동차가 배터리 전압을 사용한 운행모드에서 엔진 시동으로 발전되는 전압을 통한 운행모드로 전환되는 경우, 종래의 하이브리드 자동차에서는 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 최초 엔진의 시동이 요구되는 경우(스텝10) 제어수단은 초기 시동시 안정된 토오크의 확보와 시동성을 유지하기 위하여 엔진에 구비되는 전체 연소실에 설정된 연료량을 동시에 분사하는 뱅크 인젝션을 실행한다(스텝20).
상기와 같이 전체 연소실에 동시 분사가 진행되는 뱅크 인젝션으로 엔진이 시동이 유지되는 상태에서 엔진의 회전수가 설정된 임계 회전수 이상으로 검출되는지를 판단한다(스텝30).
상기에서 엔진의 회전수가 임계 회전수 이하를 유지하고 있는 상태이면 상기 스텝20으로 리턴되어 전체 연소실에 산출된 연료량을 분사하는 뱅크 인젝션을 실행하고, 엔진 회전수가 임계 회전수 이상을 유지하고 있으면 각 실린더 별 순차적인 인젝션을 실행하여(스텝40), 엔진의 회전수를 유지하는 통상의 연료 분사 제어를 실행한다(스텝50).
이와 같이 종래의 하이브리드 자동차에서는 배터리의 전압에서 엔진 시동에 의한 발전 전압으로 동력원이 절환되는 경우 엔진의 회전수가 설정된 일정 회전수 이상으로 유지되기까지 전체 연소실에 뱅크 분사를 실행하므로 미연소된 혼합기의 배출로 인해 이미션(emission)을 저감시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 그 목적은 하이브리드 자동차에서 배터리의 전압에서 엔진 시동에 의해 발전되는 전압으로 동력원이 절환되는 경우 엔진의 각 연소실에 순차적인 인젝션을 실행하고, 정상적인 엔진 회전수에 도달하기까지 배터리의 전압을 통해 발전기의 구동으로 엔진의 구동 토오크를 보조하도록 함으로써 엔진이 설정된 임계 회전수까지 안정된 연료 분사가 이루어지도록 하여 배기 가스의 이미션을 저감시키도록 한 하이브리드 자동차의 엔진 시동 제어장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 엔진 시동 제어장치에 대한 구성 블록도.
도 2는 본 발명에서 하이브리드 자동차의 엔진 시동 제어를 실행하기 위한 일 실시예의 흐름도.
도 3은 종래의 하이브리드 자동차에서 엔진 시동 제어에 대한 흐름도.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 자동차의 엔진 시동 제어장치는, 하이브리드 자동차의 엔진 제어장치에 있어서, 운행중인 차량의 전반적인 동작을 검출하는 차량 정보 검출수단과; 상기 검출되는 정보에 따라 동력원의 모드 절환과 엔진의 시동시 안정된 회전수를 유지시키기 위한 전반적인 동작을 제어하는 제어수단과; 상기 제어부에서 인가되는 신호에 따라 각 연소실에 순차적인 연료의 분사를 실행시키는 인젝터; 및 상기 엔진의 동력에 따라 동작되어 운행 유지에 필요한 동력 전압을 발전하며, 동시에 배터리에 충전 전압을 공급하는 발전수단을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 자동차의 엔진 시동 제어방법은, 하이브리드 자동차의 엔진 제어방법에 있어서, 운행이 유지되는 상태에서 발전기의 신호를 분석하여 엔진의 시동이 온 되는지를 판단하는 과정과; 상기에서 엔진의 시동 온으로 판단되면 엔진이 연료의 분사로 시동을 유지할 수 있는 최소의 회전수 조건인지를 판단하는 과정과; 상기에서 연료의 분사로 엔진의 시동을 유지할 수 있는 조건이면 연료 분사를 위한 실린더를 판단하여 순차적인 연료의 분사를 실행하며, 연료의 분사로 엔진의 회전수가 상승되는지를 판단하는 과정과; 엔진 회전수의 상승이 검출되지 않으면 발전기를 모터로 전환시켜 엔진의 구동력을 보조하며, 검출되는 엔진의 회전수가 안정된 발전 전압을 출력할 수 있는 회전수의 조건을 만족하는지를 판단하는 과정; 및 상기에서 엔진 회전수가 안정된 발전 전압을 출력할 수 있는 조건이면 모터로 유지되고 있는 발전기를 발전 모드로 전환시켜 엔진을 통한 전압의 발전으로 주행 전압을 공급하는 과정을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 엔진 제어장치는, 엔진 회전수 검출부(10)와, 실린더 검출부(20)와, 제어부(30)와, 인젝터(40)와, 발전기(50)를 포함하여 구성되는데, 상기 엔진 회전수 검출부(10)는 엔진의 시동이 유지되는 상태에서 엔진의 회전수 정보를 검출하여 그에 대한 소정의 신호를 출력한다.
그리고 상기 실린더 검출부(20)는 크랭크 샤프트의 톤 휠을 인터럽트하여 인젝션을 위한 연소실을 검출한 다음 그에 대한 신호를 출력한다.
상기 제어부(30)는 하이브리드 자동차에서 운행 유지를 위한 전반적인 동작과 동력원이 배터리의 전압에서 엔진 시동을 통한 발전 전압으로 절환될 때 각 실린더에 순차적인 인젝션을 실행하기 위한 전반적인 동작을 제어한다.
상기 인젝터(40)는 엔진에 구비되는 각 실린더에 구비되며 상기 제어부(40)에서 인가되는 신호에 따라 소정의 정도 개방되어 산출된 연료량의 분사를 실행한다.
또한 상기 발전기(50)는 배터리의 전압에 의해 모터로 작용하고, 엔진의 동력에 의해 소정의 전압을 발생시키며, 엔진 회전수가 일정 회전수 이하를 유지하는 상태이면 배터리의 전압으로 구동되어 엔진의 회전력을 보조하고, 엔진이 일정 회전수를 유지하게 되는 경우 엔진의 동력을 전달받아 소정의 전압을 발생시켜 운행의 유지와 배터리의 충전을 실행한다.
전술한 바와 같은 기능을 구비하여 이루어지는 본 발명에서 엔진 제어에 대한 동작을 도 2와 함께 설명하면 다음과 같다.
하이브리드 자동차가 소정의 목적지를 향하여 소정의 속도로 운행되는 상태에서 제어부(30)는 발전기(50)의 정보를 분석하여 엔진의 시동이 온 되는지를 판단한다(스텝101)(스텝102).
상기에서 급 출발의 조건이나 급 가속의 조건 및 배터리의 잔존 용량의 조건등 임의의 운행조건으로 엔진 시동의 온으로 판단되면 제어부(30)는 엔진 회전수 검출부(10)에서 인가되는 신호를 분석하여 현재의 엔진 회전수를 판단한다 (스텝103).
상기에서 검출되는 엔진의 회전수가 자신의 메모리 테이블에 설정되어 있는 일정 회전수, 즉 엔진 시동이 연료의 인젝션으로 유지되는 최소의 회전수를 유지하고 있는지를 판단하며(스텝104), 상기에서 엔진 회전수가 일정 회전수를 유지하고 있는 상태이면 제어부(30)는 실린더 검출부(20)에서 인가되는 정보로부터 인젝션을 위한 실린더를 판독한다(스텝105).
상기와 같은 동작을 통해 인젝션을 위한 실린더의 판단이 완료되면 제어부 (30)는 산출된 연료량에 따라 인젝터(40)를 구동시켜 순차적인 연료량의 분사를 실행한다(스텝106).
상기와 같이 순차적인 연료의 분사를 통해 엔진의 시동이 유지되는 상태에서 제어부(30)는 엔진의 회전수가 상승되는지 판단하며(스텝107), 엔진 회전과 상승됨을 검출하면 상기와 같은 동작을 통해 연속적인 순차적 분사를 진행하고, 엔진 회전수가 상승되지 않으면 제어부(30)는 발전기(50)를 모터로 전환시킨 다음 (스텝108), 발전기(50)측에 배터리의 전압을 공급하여 엔진의 회전을 보조한다(스텝109).
상기와 같이 발전기(50)의 동력으로 엔진의 구동 토오크가 보조되는 상태에서 제어부(30)는 엔진 회전수 검출부(10)에서 인가되는 신호를 검출하여 현재의 엔진 회전수가 안전된 발전 전압을 출력시키는 일정 회전수, 예를 들어 1000RPM 이상을 유지하는지를 판단한다(스텝110).
상기에서 검출되는 엔진의 회전수가 안정된 발전 전압을 출력할 수 있는 회전수 이상을 유지하고 있는 상태로 판단되면 제어부(30)는 모터로 전환된 발전기를 발전 모드로 전환시켜 전압의 발전을 유지하며(스텝111), 동시에 미도시된 액츄에이터를 통해 스로틀을 고정시켜 엔진의 회전수를 안정되게 유지하여 준다(스텝 112).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 자동차는 배터리의 동력에서 엔진 시동에 의한 발전 전압으로 동력 전환이 이루어지는 경우 최초 시동된 엔진이 안정된 회전수를 유지하기까지 발전기를 모터로 전환시켜 엔진 구동 토오크를 보조함과 동시에 순차적인 연료의 인젝션을 실행하여 배기가스를 안정화시켜 운행에 신뢰성이 제동된다.
또한, 발전기에 의한 구동 토오크의 보조에 의해 엔진 시동후 목표 회전수의 도달이 빠르게 이루어지므로 운행에 신뢰성과 안정성이 제공된다.

Claims (4)

  1. 하이브리드 자동차의 엔진 제어장치에 있어서, 운행중인 차량의 전반적인 동작을 검출하는 차량 정보 검출수단과;
    상기 검출되는 정보에 따라 동력원의 모드 절환과 엔진의 시동시 안정된 회전수를 유지시키기 위한 전반적인 동작을 제어하는 제어수단과;
    상기 제어부에서 인가되는 신호에 따라 각 연소실에 순차적인 연료의 분사를 실행시키는 인젝터 및;
    상기 엔진의 동력에 따라 동작되어 운행 유지에 필요한 동력 전압을 발전하며, 동시에 배터리에 충전 전압을 공급하는 발전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 엔진 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 차량 정보 검출수단은 엔진의 회전수 정보를 검출하는 수단과;
    실린더의 위치 정보를 검출하는 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 엔진 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 발전수단은 엔진과 직결되어 구동되며 상기 제어수단에서 인가되는 제어신호에 따라 모터로 구동되어 엔진의 구동 동력을 보조하고, 엔진이 일정 회전수를 유지하는 경우 발전기로 동작되어 운행 유지를 위한 전압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 엔진 제어장치.
  4. 하이브리드 자동차의 엔진 제어방법에 있어서, 운행이 유지되는 상태에서 발전기의 신호를 분석하여 엔진의 시동이 온 되는지를 판단하는 과정과;
    상기에서 엔진의 시동 온으로 판단되면 엔진이 연료의 분사로 시동을 유지할 수 있는 최소의 회전수 조건인지를 판단하는 과정과;
    상기에서 연료의 분사로 엔진의 시동을 유지할 수 있는 조건이면 연료 분사를 위한 실린더를 판단하여 순차적인 연료의 분사를 실행하며, 연료의 분사로 엔진의 회전수가 상승되는지를 판단하는 과정과;
    엔진 회전수의 상승이 검출되지 않으면 발전기를 모터로 전환시켜 엔진의 구동력을 보조하며, 검출되는 엔진의 회전수가 안정된 발전 전압을 출력할 수 있는 회전수의 조건을 만족하는지를 판단하는 과정; 및
    상기에서 엔진 회전수가 안정된 발전 전압을 출력할 수 있는 조건이면 모터로 유지되고 있는 발전기를 발전 모드로 전환시켜 엔진을 통한 전압의 발전으로 주행 전압을 공급하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 엔진 제어방법.
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