KR100612968B1

KR100612968B1 - 엔진 시동 제어방법

Info

Publication number: KR100612968B1
Application number: KR1020040050657A
Authority: KR
Inventors: 김창수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-08-14
Also published as: KR20060001523A

Abstract

엔진 시동 제어방법이 개시된다. 개시된 엔진 시동 제어방법은, (a) 연료증기압(RVP) 학습치, 냉각수온(WT), 외기온, 연료레벨, 연료탱크 압력 및 퍼지 콘센트레이션 계산값을 입력하는 단계와; (b) 상기 연료레벨에 변화가 있는지 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)의 조건을 만족하는 경우, 탱크 콘센트레이션을 수렴하는지 판단하는 단계와; (d) 상기 단계 (c)의 조건을 만족하는 경우, 상기 연료증기압(RVP) 학습치를 수정하는 단계와; (e) 프라임 펄스 연료증기압(RVP) 보정량을 계산하고, 상기 프라임 펄스 연료증기압(RVP) 보정량을 저장하여 다음 시동시 프라임 펄스 증감을 반영하여 적용하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 저 기화성 연료를 퍼지 콘센트레이션과 연료탱크 내의 압력을 사전에 맵핑된 값을 이용하여 정확히 검출함으로써 시동성을 향상시킬 수 있고, 모든 조건의 연료에 대해 안정적인 시동성을 확보할 수 있으며, 저 기화성 연료를 사용하는 국가에 대한 롬 데이터(ROM Data)를 다원화할 필요가 없어짐에 따라 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

엔진시동, CCV, RVP, 연료레벨

Description

엔진 시동 제어방법{STARTING CONTROL METHOD FOR ENGINE}

도 1은 종래의 시동성 로직을 나타내 보인 개략적인 블록도.

도 2는 RPM 드롭에 의한 검출예의 개념을 나타내 보인 개략적인 그래프.

도 3a 내지 도 3d는 냉각수온에 따라 저 휘발성 연료에 의한 시동시 RPM의 거동과 연료량을 증량했을 때의 거동을 나타내 보인 그래프.

도 4는 본 발명에 따른 엔진 시동 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.

도 5는 본 발명에 적용된 시스템 블록도.

본 발명은 엔진 시동 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시동성을 향상시키고, 모든 조건의 연료에 대해 안정적인 시동성을 확보하며, 원가를 절감하고, 연료탱크에서 증기압을 측정하기 위한 부속장치 없이 연료의 연료증기압(RVP)을 시동성에 반영하기 위한 엔진 시동 제어방법에 관한 것이다.

현재 연료 성상, 특히 저 기화성 연료에 대한 시동성 개선 로직은, 도 1에 도시된 바와 같이, 시동 후 RPM(Revolutions Per Minute)의 거동에 따라 목표 RPM 대비 실 RPM이 과다하게 드롭(Drop)되는 현상을 검출하고, 그 추종성을 평가하여 연료에 대한 기화성을 예측하여 다음 시동시에 연료량을 조정하게 되어 있다.

도 2는 RPM 드롭에 의한 검출예의 개념을 그래프로 나타낸 것이다.

또한 종래 기술 중 연료탱크의 압력을 측정하여 연료의 기화성을 평가하도록 하여 연료를 증감시키는 제어방법이 발표되어 있으나, 시동시에 적용이 불가능하여 저기화성 연료에 대한 시동성 개선 방법으로는 부적절하다.

현재의 기술은 시동시 아이들(Idle) 목표 RPM과, 실제 RPM이 일정 차이 이상 발생한 경우 그 시간에 대한 보정 개념에서 연료량을 증가시켜 저 기화성 연료에 대한 시동성 및 시동 직후 엔진 성능을 개선하고자 시도하고 있다.

그러나, 도 2의 그래프와 같은 RPM의 드롭 현상은 저 기화성 연료뿐만 아니라, 과다한 연료분사에 의한 불완전 연소시에도 비슷한 경향의 현상이 발생하며, 시동시 순간적으로 과다한 부하가 인가된 경우에도 나타나는 결과라 할 수 있으므로 저 기화성 연료에 의한 현상을 검출하는데 정확성이 극히 떨어지게 된다.

또한 시동이 실패한 경우에는 이러한 제어방법으로는 저 기화성 연료에 대한 대응이 불가능하게 된다.

도 3a 내지 도 3d는 냉각수온 0℃, 10℃, 20℃에서의 저 휘발성 연료에 의한 시동시 RPM의 거동과 연료량을 증량했을 때의 RPM 거동을 보인 것으로, 저기화성 연료 사용시 적절한 연료 분사량 증가는 시동성에서 좋은 결과를 얻을 수 있음을 보여준다.

도 3a는 저 휘발성 연료를 적용하여 0℃에서 시동시 RPM 거동을 비교한 그래 프이고, 도 3b는 저 휘발성 연료를 적용하여 10℃에서 시동시 RPM 거동을 비교한 그래프이며, 도 3c는 저 휘발성 연료를 적용하여 20℃에서 시동시 RPM 거동을 비교한 그래프이다.

하지만, 도 3d는, 고 휘발성 연료를 적용하여 0℃에서 시동시 RPM 거동을 비교한 그래프로, 고 휘발성 연료에 대한 연료증가는 불완전 연소를 야기하게 되며, 시동직후의 불완전한 RPM 거동을 나타내게 된다.

현재 사용되고 있는 연료 성상에 따른 시동 연료량 제어방법은, 상기와 같은 문제점을 갖고 있으며, 정확한 검출이 어려운 상태이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 저 기화성 연료를 퍼지 콘센트레이션과 연료탱크 내의 압력을 사전에 맵핑된 값을 이용하여 정확히 검출함으로써 시동성을 향상시키고, 모든 조건의 연료에 대해 안정적인 시동성이 확보되도록 한 엔진 시동 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진 시동 제어방법은, (a) 연료증기압(RVP) 학습치, 냉각수온(WT), 외기온, 연료레벨, 연료탱크 압력 및 퍼지 콘센트레이션 계산값을 입력하는 단계와; (b) 상기 연료레벨에 변화가 있는지 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)의 조건을 만족하는 경우, 탱크 콘센트레이션을 수렴하는지 판단하는 단계와; (d) 상기 단계 (c)의 조건을 만족하는 경우, 상기 연료증기압(RVP) 학습치를 수정하는 단계와; (e) 프라임 펄스 연료증기압(RVP) 보정량을 계산하고, 상기 프라임 펄스 연료증기압(RVP) 보정량을 저장하여 다음 시동시 프라임 펄스 증감을 반영하여 적용하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

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

도 4에는 본 발명에 따른 엔진 시동 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 엔진 시동 제어방법은, 연료의 증기압 예컨대, 휘발유 또는 연료 증기압(RVP; Reid Vapor Pressure) 학습치, 냉각수온(WT), 외기온, 연료레벨(fuel level), 연료탱크 압력 및 퍼지 콘센트레이션(Purge Concentration) 계산값을 도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 ECU(Electronic Control Unit; 전자제어장치)에 입력한다.(단계 110)
상기 퍼지 콘센트레이션은, 일반적인 운전 조건에서 캐니스터로부터 유입되는 증발가스의 탄화수소 농도를 의미한다.

이어서, 상기 연료레벨에 변화가 있는지 판단한다.(단계 120)

상기 단계 120의 조건을 만족하는 경우, 탱크 콘센트레이션(Tank Concentration)을 수렴하는지 판단한다.(단계 130)
그리고 상기 탱크 콘센트레이션은, 연료시스템이 밀폐된 상태에서(퍼지가 되지 않는 조건)의 증발가스의 탄화수소 농도를 의미한다. 즉, 탱크 내의 연료 증기압을 측정하기 위해 연료 시스템을 밀폐하겠다는 의미이다.

상기 단계 130에서, 상기 탱크 콘센트레이션의 수렴은, 연료탱크의 온도 및 외기온 조건, 상기 연료탱크의 압력 조건, 캐니스터 체크 밸브(Canister Check Valve; 이하, CCV라 함)의 클로즈(closed), 상기 냉각수온(WT) 조건, 상기 퍼지 콘센트레이션 학습 완료 조건으로 판단한다.

한편, 상기 단계 130의 조건을 만족하지 못하는 경우에는 상기 단계 110부터 재 수행한다.

상기 단계 130의 조건을 만족하는 경우, 상기 연료증기압(RVP) 학습치를 수정한다.(단계 140)

이어서, 프라임 펄스(prime pulse) 연료증기압(RVP) 보정량을 계산하고, 이 프라임 펄스 연료증기압(RVP) 보정량을 저장하여 다음 시동시 프라임 펄스 증감을 반영하여 적용한다.(단계 150,160,170)

상기 단계 120에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 연료증기압(RVP) 학습치를 리셋(reset)한 후, 상기 단계 110부터 재 수행한다.(단계 180)

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 엔진 시동 제어방법을 보다 구체적으로 설명한다.

우선, 시동성과 관련된 연료의 성상은 크게 연료증기압(RVP)과 D.I.(Driveability Index)로 구분된다. 그리고 연료증기압(RVP)은 온도 37.8℃(100℉)에서의 증기압으로 나타내며, D.I.는 다음과 같은 식 1로 나타낸다.

[식 1]

D.I. = 1.5 x T10(℉) + 3.0 x T50(℉) + T90

상기 식 1에서, T10은 10%가 유출된 온도이다.

일반적으로 연료증기압(RVP)이 낮을수록 D.I.는 높은 값을 보인다. 이러한 연료 성상의 정의에 따라 본 기술은 연료탱크내의 온도가 37.8℃ 혹은 일정온도가 되는 시점에서 연료의 연료증기압(RVP)을 퍼지농도를 통해 학습하게 함으로써 다음 시동에서 학습된 연료증기압(RVP) 학습치를 프라임 펄스 보정량으로 적용함으로써 변경되는 연료 성상에 대해 즉각적인 대응이 가능하도록 한다.

연료의 연료증기압(RVP)을 학습/예측하는 방법으로 퍼지 콘센트레이션을 사용하며 특히, 퍼지 콘센트레이션 중에서 CCV가 클로즈(Closed)된 상태인 탱크 콘센트레이션을 연료증기압(RVP) 예측에 사용한다.

퍼지 콘센트레이션은 연료량 피드백(feedback)에 의해 농도를 업데이트(update)하게 되는데, 연료온도가 일정온도에 도달하면 CCV를 클로즈 시키고 탱크 콘센트레이션을 계산하도록 제어한다.

이렇게 계산되고 수렴한 탱크 콘센트레이션과 연료탱크 압력 등을 이용하여 현재 연료의 연료증기압(RVP)을 검출해 낼 수 있게 된다.

즉, 연료탱크 압력과 탱크 콘센트레이션의 2차원 맵 개발시 정확한 연료증기압(RVP)에 의해 맵핑해 놓고, 상기와 같은 과정에서 현재 연료탱크 내에 있는 연료의 연료증기압(RVP)을 수시로 검출하여 업데이트 시켜 놓음으로서 다음 시동시에 이용하게 된다. 이는 프라임 펄스를 테이블화 하겠다는 의미로, 연료증기압(RVP)에 대한 프라임 펄스 보정량 = f(연료탱크 압력, 탱크 콘센트레이션)으로 테이블화 한다.

또한 새로운 연료가 주입되면 연료레벨신호를 이용하여 학습값을 리셋 시키고 상기의 과정을 반복하여 연료의 연료증기압(RVP)을 검출해 낸다. 프라임 펄스는 시동시 모든 실린더에 동일하게 분사되는 초기 연료량으로 그 분사량에 따라 시동성능을 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진 시동 제어방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

저 기화성 연료를 퍼지 콘센트레이션과 연료탱크 내의 압력을 사전에 맵핑된 값을 이용하여 정확히 검출함으로써 시동성을 향상시킬 수 있고, 모든 조건의 연료에 대해 안정적인 시동성을 확보할 수 있다.

그리고 저 기화성 연료를 사용하는 국가에 대한 롬 데이터(ROM Data)를 다원화할 필요가 없어짐에 따라 원가를 절감할 수 있다.

또한 맵핑된 데이터를 사용하게 되면 연료탱크에서 증기압을 측정하기 위한 부속장치 없이 연료의 연료증기압(RVP)을 시동성에 반영할 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) 연료증기압(RVP) 학습치, 냉각수온(WT), 외기온, 연료레벨, 연료탱크 압력 및 퍼지 콘센트레이션 계산값을 입력하는 단계와;

(b) 상기 연료레벨에 변화가 있는지 판단하는 단계와;

(c) 상기 단계 (b)의 조건을 만족하는 경우, 탱크 콘센트레이션을 수렴하는지 판단하는 단계와;

(d) 상기 단계 (c)의 조건을 만족하는 경우, 상기 연료증기압(RVP) 학습치를 수정하는 단계와;

(e) 프라임 펄스 연료증기압(RVP) 보정량을 계산하고, 상기 프라임 펄스 연료증기압(RVP) 보정량을 저장하여 다음 시동시 프라임 펄스 증감을 반영하여 적용하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (b)에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 연료증기압(RVP) 학습치를 리셋한 후, 상기 단계 (a)부터 재 수행하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (c)에서, 상기 탱크 콘센트레이션의 수렴은,

상기 연료탱크의 온도 및 외기온 조건, 상기 연료탱크의 압력 조건, 캐니스터 체크 밸브의 클로즈, 상기 냉각수온(WT) 조건, 상기 퍼지 콘센트레이션 학습 완료 조건으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 제어방법.