KR100428320B1

KR100428320B1 - 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법

Info

Publication number: KR100428320B1
Application number: KR10-2002-0020021A
Authority: KR
Inventors: 이우직
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2004-04-28
Also published as: KR20030081676A

Abstract

엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법이 개시된다. 개시된 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법은, (a) 엔진을 이그니션 온(on)한 후, 연료 라인압과 온도를 측정하는 단계와; (b) 연료펌프가 최대속도로 구동되는 조건인지를 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)를 만족하는 경우, 현재의 연료온도로부터 연료의 포화증기압을 계산하고, 이그니션 온(IG on)시 대비 현재압 차이값 및 상기 포화증기압 대비 현재압 차이값을 구하여 연료의 액상화가 이루어졌는지 확인하는 단계와; (d) 상기 이그니션 온시 대비 현재압 차이값이 상기 엔진의 ECU내 설정 압력보다 크거나, 또는 상기 포화증기압 대비 현재압 차이값이 0보다 큰지 비교 판단하는 단계와; (e) 상기 단계 (d)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 연료펌프를 최소속도로 제어하고, 엔진 시동조건을 판단하는 단계와; (f) 상기 단계 (e)에서의 조건을 만족하는 경우, 연료를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 시동성이 향상되고, 엔진 스톨 발생을 방지할 수 있으며, 연료펌프의 소음을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법{METHOD OF CONTROLLING STARTING PERFORMANCE FOR VEHICLE ADOPTING LPI ENGINE}

본 발명은 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시동성이 향상되고, 엔진 스톨 현상의 발생을 방지하며, 연료펌프로부터 발생되는 소음을 저감하기 위한 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법에 관한 것이다.

엘피아이(LPI)(LPG Injection) 차량 또는 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 엘피지 봄베(LPG fuel pump)(10)내에 연료펌프(fuel pump)(11)를 이용하여 LPG를 가압하여(봄베압 대비 ＋5bar) 액체 상태를 유지하고, 액상의 연료를 연료 라인으로 압송하고, 가스 인젝터(12)를 통하여 분사시키는 구조로 이루어져 있다.

그러나 LPG는 엔진(20)의 복사열을 받아 온도가 증가하게 되면 포화증기압이직선적으로 증가함에 따라 연료 라인내의 압력이 상승하게 된다. 특히 주행중 정지시에는 연료가 연료 라인내에 정체되어 있어 그 압력 증가가 더욱더 높아지게 된다.

따라서 엔진(20)의 시동을 오프(off)하게 되면, 연료 라인내의 연료는 봄베(10)쪽으로 서서히 리턴(return)됨으로써 라인압은 서서히 감소하게 된다. 이를 장시간 방치하게 되면 결국 봄베압으로 떨어지게 되고, 연료 라인내에서는 액상과 기상의 연료가 혼재되는 상태가 된다.

이 상태에서는 엔진(20) 시동을 하게 되면, 바로 연료를 분사시킴으로써 액상과 기상이 혼재된 상태의 연료가 가스 인젝터(12)를 통하여 엔진(20)의 연소실로 들어가는 구조로 되어 있다.

그런데 LPG의 경우 액상에서 기상으로 변하게 되면, 부피가 약 250배로 증가하기 때문에 약간의 기상이라도 존재하는 상태로 연료를 분사하게 되면 혼합기는 결국 상당히 희박(lean)한 상태가 되어 시동 시간이 길고도 힘없이 걸리는 현상이 발생되어 시동성이 악화되거나, 시동이 걸렸다가 다시 꺼지는 엔진 스톨(engine stall) 현상이 발생할 수 있다.

또한 연료펌프(11)가 회전하여 연료 라인내의 압력을 빨리 상승시켜야 연료 라인내에 존재하는 기상 연료를 액상으로 변환시킬 수 있는데, 압력 상승전에 시동을 걸게 되면 가스 인젝터(12)로부터 연료가 누출된다. 이에 따라 연료압 형성에도 악영향을 주게 된다.

그리고 시동을 걸지 않고, 이그니션 온(IG on)만을 유지하는 경우, 약 10초간 모터는 연료펌프(11)를 최대속도로 구동시키기 때문에 소음이 심하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 시동성을 향상시키고, 엔진 스톨을 방지하며, 연료펌프의 소음을 저감시킨 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 엘피아이 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법은, (a) 엔진을 이그니션 온(on)한 후, 연료 라인압과 온도를 측정하는 단계와; (b) 연료펌프가 최대속도로 구동되는 조건인지를 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)를 만족하는 경우, 현재의 연료온도로부터 연료의 포화증기압을 계산하고, 이그니션 온(IG on)시 대비 현재압 차이값 및 상기 포화증기압 대비 현재압 차이값을 구하여 연료의 액상화가 이루어졌는지 확인하는 단계와; (d) 상기 이그니션 온시 대비 현재압 차이값이 상기 엔진의 ECU내 설정 압력보다 크거나, 또는 상기 포화증기압 대비 현재압 차이값이 0보다 큰지 비교 판단하는 단계와; (e) 상기 단계 (d)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 연료펌프를 최소속도로 제어하고, 엔진 시동조건을 판단하는 단계와; (f) 상기 단계 (e)에서의 조건을 만족하는 경우, 연료를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법을순차적으로 나타낸 개략적인 플로차트도가 도시되어 있다.

여기에서는 일반적인 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법은, 우선, 엘피아이(LPI) 엔진을 이그니션(IG) 온(on)한 후, 연료 라인압과 온도를 측정한다.(단계 110)

이어서, 엘피아이 엔진의 연료펌프가 최대속도로 구동되는 조건인지를 판단한다.(단계 120)

여기서, 연료펌프 최대속도 작동조건은 이그니션 온(on)이고, 엔진 회전수가 0일 때이다. 또는 엔진 회전수가 0이상이고 시동판정 rpm이하인 경우이다.

상기 단계 120의 조건을 만족하는 경우, 현재의 연료온도(T_Fuel)로부터 연료의 포화증기압(P_SAT)을 계산하고, 이그니션 온(IG on)시 대비 현재압 차이값 (ΔP_ST) 및 포화증기압 대비 현재압 차이값(ΔP)을 구하여 연료의 액상화가 이루어졌는지 확인한다.(단계 130,140)

상기 ΔP_ST는 현재의 연료압력(P_Fuel)에서 이그니션 온시 압력(P_IG)을 차감하여 구하고, 상기 ΔP는 현재의 연료압(P_Fuel)에서 포화증기압(P_SAT)을 차감하여 구한다. 여기서 포화증기압의 데이터는 ECU내에 저장되어 있는 LPG의 포화증기압 선도에서 찾아 구한다.

그리고 상기 ΔP_ST이 엔진의 ECU 설정 압력(P_DEL)보다 크거나, 또는 상기 ΔP가 0보다 큰지 비교 판단한다.(단계 150)

상기 단계 150에서의 조건을 만족하는 경우, 즉 목표압에 도달하게 되면 연료펌프를 최소속도로 제어하여 소음을 감소시키도록 한다.(단계 160) 이때에는 목표회전수를 최소 회전수로 한다.

또한 엔진 시동조건인지 판단한다.(단계 170) 이때 엔진 시동조건은 엔진 회전수가 0이상이고 시동판정 rpm이하인지로 판단한다.

상기 단계 170의 조건을 만족하는 경우, 연료를 분사한다.(단계 180)

여기서, 연료분사시 연료 분사량은, 압력 보정치 × 각 운전조건의 기본 연료량(Ti)으로 구한다.

한편, 상기 단계 180을 수행한 후, 엔진 회전수가 시동판정 rpm보다 큰 경우에는 본 제어를 종료한다.(단계 190)

그리고 상기 단계 140 수행 후, 상기 연료 라인내의 기화발생 불가 압력을 연료 라인압 설정치로 한다.(단계 200)

상기 연료 라인내의 기화발생 불가 압력은 이그니션 온시 압력(P_IG)에 ECU 내에 설정 되어있는 압력 값(P_DEL)을 더한 값이나, 현재 연료 온도에 대한 포화증기압 이상으로 한다. 상기 P_DEL은 f(T_Fuel)로 ECU 입력치이다.(보통 2∼5bar)

다른 한편으로, 상기 단계 120에서의 조건을 만족하지 못하는 경우에는 본 제어를 종료토록 하고, 상기 단계 150에서의 조건을 만족하지 못하는 경우에는 상기 단계 140부터 재 수행토록 한다.

그리고 상기 단계 170의 엔진 시동조건이 아닌 경우에는, 상기 단계 160부터 재 수행토록 하고, 상기 단계 190에서의 조건을 만족하지 못하는 경우에는 상기 단계 180부터 재 수행토록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법은, 이그니션(IG) 온(on) 후, 시동시 연료 라인내의 연료의 온도와 압력을 측정하여 이를 ECU 내에 저장되어 있는 LPG의 포화증기압 선도(온도에 따른 포화증기압의 관계)를 기준으로 현재의 연료 라인의 연료 상태가 액체인지 또는 기체상태인지, 아니면 혼재된 상태(대부분의 경우)인지를 확인하여 충분히 액체 상태로 되어 있는 것을 확인한 후, 연료를 분사시킴으로써 시동성 개선을 도모하게 된다.

연료펌프는 일단 이그니션 온하게 되면 구동을 시작하게 되는데, 이때 초기에는 연료 라인내의 압력을 신속히 증가시키기 위해 모터 최대속도로 연료펌프를 제어한다. 이는 이그니션 키의 작동 유무에 관계없이 동일하게 최대 속도로 구동한다.

또한 이그니션 온 초기의 연료 라인의 온도와 압력을 기준으로 연료 라인압이 ECU내에 저장되어 있는 포화증기압 이상인지를 확인하여, 그 이상이면서 시동상태인 경우 바로 분사를 실시하며, 시동이 종료(rpm > 시동종료 rpm)되면 모터의 rpm은 최소 회전수로 제어한 상태에서 본 플로를 종료한다.

그리고 시동을 걸지 않고 이그니션 온 유지상태라도 동일하게 모터 rpm은 최소 회전수로 제어한다.

또한 연료 라인압이 현재 연료온도 대비 포화증기압 이하이거나, 이그니션 온시 압력 대비 ECU 설정 압력치(P_DEL) 이하인 경우에는, 시동시라도 연료를 분사하지 않으며, 연료펌프의 속도는 계속 최대속도로 유지시킨다.

그리고 연료 라인의 압력이 계속 상승하여 상기한 사항중 1가지만 만족하게 되면 연료 분사를 시작하며, 시동이 종료되면 마찬가지로 연료펌프의 속도는 최소로 유지시킨 상태에서 본 플로를 종료한다.

또한 이그니션 온 상태를 계속 유지하고 있는 경우에도 마찬가지로 연료펌프의 회전수를 최소로 유지시킴으로써 전원 소비 및 연료펌프의 작동 소음을 감소시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

LPG를 가압하여 액체 상태로 연료를 분사하는 LPI 시스템의 경우, 압력 상승이 충분히 이루어져 연료 라인내의 기상의 연료가 확실하게 없음을 ECU가 판단한 후, 연료를 분사시킴으로써 시동시 희박한(lean) 연료가 들어가 시동불량 또는 시동이 되었다 해도 엔진 스톨이 되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 따라서 시동성을 향상시킬 수 있고, 엔진 스톨을 방지할 수 있다.

그리고 이그니션 온만을 유지하는 경우 압력 형성 후에는 연료펌프의 속도를 최소로 작동시킴으로써 연료펌프의 소음을 저감시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

(a) 엔진을 이그니션 온(on)한 후, 연료 라인압과 온도를 측정하는 단계와;

(b) 연료펌프가 최대속도로 구동되는 조건인지를 판단하는 단계와;

(c) 상기 단계 (b)를 만족하는 경우, 현재의 연료온도로부터 연료의 포화증기압을 계산하고, 이그니션 온(IG on)시 대비 현재압 차이값 및 상기 포화증기압 대비 현재압 차이값을 구하여 연료의 액상화가 이루어졌는지 확인하는 단계와;

(d) 상기 이그니션 온시 대비 현재압 차이값이 상기 엔진의 ECU내 설정 압력보다 크거나, 또는 상기 포화증기압 대비 현재압 차이값이 0보다 큰지 비교 판단하는 단계와;

(e) 상기 단계 (d)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 연료펌프를 최소속도로 제어하고, 엔진 시동조건을 판단하는 단계와;

(f) 상기 단계 (e)에서의 조건을 만족하는 경우, 연료를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (c) 수행 후,

상기 연료 라인내의 기화발생 불가 압력은 상기 연료라인압 설정치로 하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (f)를 수행한 후,

상기 엔진 회전수가 상기 시동판정 rpm보다 큰 경우, 본 제어를 종료하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (d)에서,

상기 포화증기압의 차이는 현재의 연료압력에서 이그니션 온시 압력을 차감하여 구하고,

상기 현재의 압력의 차이는 현재의 연료압력에서 포화증기압을 차감하여 구하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (e)에서,

상기 엔진 시동조건은 엔진 회전수가 0이상이고 시동판정 rpm이하로 판단하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (f)에서 상기 연료분사시 연료분사량은,

압력보정치 × 각 운전조건의 기본 연료량으로 구하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 채용된 차량의 시동성 제어방법.