KR100622476B1 - 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 시동시에 냉간 시동시와 상온 시동시를 판별하여 각각 설정시간을 차별 적으로 적용함에 의해 상온 시동상태에 영향을 주지않고 냉간 시동 성능을 개선시킬 수 있도록 하는 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법을 제공한다. 이를 위해 본 발명은 차량의 시동키가 온되고 엔진 회전수가 일정 회전수 이하인지를 판정하는 단계와, 상기 시동키가 온되고 엔진 회전수가 일정 회전수 이하이면, 상기 시동키가 온되는 기간동안 지속적으로 시동 연료량을 공급하는 단계, 엔진의 온도에 따라 해당 시동이 상온시동 상태 또는 냉간 시동 상태인지를 판정하는 단계, 상기 상온 시동시 또는 냉간 시동시의 판단 결과에 따라, 상온 시동 또는 냉간 시동에 따라 차별적으로 결정된 설정시간을 근거로 엔진 회전수가 시동종료 조건의 회전수 이상으로 유지되는 시간을 판단하는 단계, 상기 엔진의 회전수가 시동종료 조건의 회전수 이상으로 도달하여 유지되는 시간이 상온 시동시 또는 냉간 시동시의 설정시간 이상이면, 엔진의 연료량을 노멀 연료량으로 전환하여 공급하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING COLD START OF ENGINE IN VEHICLE}

도 1은 종래 차량에서의 냉간 시동성 제어 방법에 대한 동작을 설명하는 플로우차트,

도 2는 종래의 냉간 시동의 결과로 나타나는 엔진 회전수와 연료량의 관계를 나타낸 그래프 도면,

도 3은 본 발명의 방법을 구현하기 위한 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 장치에 대한 구성을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법의 동작을 설명하기 위한 플로우차트,

도 5는 본 발명의 냉간 시동의 결과로 나타나는 엔진 회전수와 연료량의 관계를 나타낸 그래프 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:시동키 입력부, 20:액셀페달 감지부,

30:엔진회전수 감지부, 40:냉각수온 감지부,

50:엔진 제어 유니트(ECU), 60:연료 인젝터.

본 발명은 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동절기의 차량 냉간 시동시에 시간제어에 의한 시동조건의 조정으로 연료량을 제어할 수 있도록 하는 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 냉간 시동의 경우에는 약 -25℃의 동절기에 엔진의 윤활유와 냉각수 및 연료의 온도가 낮아서 점도가 크게 높아지고, 배터리 성능이 급격하게 떨어지는 상태로서, 이러한 경우에는 엔진에 공급되는 연료량을 시동 연료량(Start Fuel)으로 조절하여 소정 시간동안 냉간 시동을 수행하게 된다.

이러한 차량의 냉간 시동시에는 액셀 페달이 조작되고 시동 키가 온되어 있는 상태에서, 엔진 회전수가 예컨대 "600"과 같이 미리 설정된 회전수로 도달하기 이전까지 시동 연료량을 엔진에 공급하게 된다.

한편, 상기 냉간 시동 상태를 탈출하는 조건에 있어서는 차량의 엔진이 전자식인 경우에는 액셀 페달을 운전자가 조작하지 않은 상태에서 시동을 걸수 있기 때문에 액셀 페달의 조작 여부는 항상 성립되는 조건이 되고, 엔진 회전수가 예컨대 "600"과 같이 미리 설정된 일정 회전수로 도달되면 시동 연료량이 노멀 연료량(Normal Fuel)으로 전환되어 아이들 운전이 가능하도록 되어 있다.

이하, 도 1의 플로우차트를 참조하여 종래의 차량에서의 냉간 시동성 제어 방법에 대해 설명한다.

먼저, 종래의 차량에서는 액셀 페달의 위치가 0% 이상으로 위치하여 운전자에 의해 조작되고 있는 상태에서(단계 S10), 차량의 시동키가 온되고 엔진 회전수가 예컨대 "300"과 같이 일정 회전수 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S11).

상기 판단 결과, 해당 차량의 엔진제어 계통에서는 시동키가 온되어 있지 않고 엔진 회전수가 예컨대 "300"과 같이 일정 회전수 이하가 아니라고 판단하게 되면, 연료 분사를 진행하지 않게 된다(단계 S12).

하지만, 상기 시동키가 온되고 엔진 회전수가 예컨대 "300"과 같은 일정 회전수 이하라고 판단되면, 시동 연료량으로 차량에의 엔진에 연로를 공급하여 시동을 걸게 된다(단계 S13).

그 상태에서, 상기 차량의 엔진제어 계통에서는 엔진 회전수가 예컨대 "600"과 같이 미리 설정된 시동 탈출 조건의 회전수 이상으로 도달하고, 그 시간이 "0"초 이상인지의 여부를 판단한다(단계 S14).

상기 판단 결과, 상기 엔진의 회전수가 예컨대 "600"과 같은 미리 설정된 회전수 이상으로 도달되고, 그 시간이 "0"초 이상으로 경과되고 있다고 것으로 판단되면, 엔진에 공급되는 연료량을 노멀 연료량(아이들 연료량)으로 조절하여 시동 탈출 조건이 형성되도록 한다(단계 S15).

한편, 상기 차량에서는 엔진의 회전수가 예컨대 "600"과 같은 일정 회전수로 유지되는 지를 판정하여(단계 S16), 상기 일정 회전수 이상이 되지 않는 것으로 판단하게 되면 상기 단계 S13으로 재진행하여 시동 조건에 해당하는 시동 연료량이 엔진에 공급되도록 하게 된다.

하지만, 상기 차량의 엔진제어 계통에서는 상기 차량의 엔진 회전수가 예컨대 "600"과 같은 일정 회전수 이상이 유지되고 있다고 판단되면, 시동을 완료시키게 된다(단계 S17).

한편, 상기한 바와 같이 이루어진 종래의 차량에서 상기한 바와 같은 알고리즘을 사용하여 시동 제어를 수행하는 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 시동조건의 탈출 상태에 해당되는 노멀 연료량을 공급하는 상태는 도면의 점선으로 구획된 엔진의 회전수 이상만 충족하면 가능하므로, 엔진 회전수가 일정 회전수를 상회하게 되면 갑자기 노멀 모드로 연료량을 떨어뜨리게 되지만, 급격하게 떨어지는 연료량에 의하여 엔진 회전수도 급격하게 감소하게 되어 도면의 점선 이하로 회전수가 감소하게 되면 다시 시동 모드로 인식하여 높은 시동 연료량을 재차 공급하게 된다.

즉, 종래에는 엔진의 회전수가 설정 회전수 이상에서 설정시간만큼 유지되어야 완전히 시동이 걸린 것으로 판단하여 시동 모드를 종료하게 되지만, 이러한 시동 모드의 연료량과 시동탈출 조건인 노멀 모드의 연료량에 대한 공급 조건 변동이 반복적으로 이루어지게 되면, 차량에 심한 헌팅(Hunting) 현상이 발생함과 더불어, 과다한 백연(White Smoke)이 배출된다는 문제점이 있다.

한편, 이러한 엔진 회전수의 설정 회전수로의 도달상태에 대한 설정시간을 증가시켜서 냉시동 성능을 개선하고자 하더라도, 이는 상온 시동시에 동일한 설정시간으로 적용되게 되므로 상온에서의 시동 성능이 저하되게 된다는 문제점이 있 다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 차량의 시동시에 냉간 시동시와 상온 시동시를 판별하여 각각 설정시간을 차별 적으로 적용함에 의해 상온 시동상태에 영향을 주지않고 냉간 시동 성능을 개선시킬 수 있도록 하는 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 차량의 시동키가 온되고 엔진 회전수가 일정 회전수 이하인지를 판정하는 단계와, 상기 시동키가 온되고 엔진 회전수가 일정 회전수 이하이면, 상기 시동키가 온되는 기간동안 지속적으로 시동 연료량을 공급하는 단계, 엔진의 온도에 따라 해당 시동이 상온시동 상태 또는 냉간 시동 상태인지를 판정하는 단계, 상기 상온 시동시 또는 냉간 시동시의 판단 결과에 따라, 상온 시동 또는 냉간 시동에 따라 차별적으로 결정된 설정시간을 근거로 엔진 회전수가 시동종료 조건의 회전수 이상으로 유지되는 시간을 판단하는 단계, 상기 엔진의 회전수가 시동종료 조건의 회전수 이상으로 도달하여 유지되는 시간이 상온 시동시 또는 냉간 시동시의 설정시간 이상이면, 엔진의 연료량을 노멀 연료량으로 전환하여 공급하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법을 제공한다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 3은 본 발명의 방법을 구현하기 위한 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 장치에 대한 구성을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법이 적용되는 냉간 시동성 제어 장치는, 시동키 입력부(10)와, 액셀페달 감지부(20), 엔진회전수 감지부(30), 냉각수온 감지부(40), 엔진제어 유니트(Engine Control Unit; ECU)(50), 연료 인젝터(Fuel Injector)(60)로 구성된다.

상기 시동키 입력부(10)는 차량의 시동키가 조작되는 상태를 감지하여 시동키 입력신호를 상기 엔진제어 유니트(50)에 출력하고, 상기 액셀페달 감지부(20)는 액셀페달의 운전자 조작상태를 감지하여 액셀페달 위치신호를 상기 엔진제어 유니트(50)에 제공한다.

상기 엔진회전수 감지부(30)는 해당 차량 엔진의 크랭크 회전수를 감지하여 엔진회전수 감지신호를 상기 엔진제어 유니트(50)에 제공하고, 상기 냉각수온 감지부(40)는 엔진을 냉각시키기 위한 냉각수의 수온을 감지하여 그 냉각수온 감지신호를 상기 엔진제어 유니트(50)에 제공한다.

상기 엔진제어 유니트(50)는 상기 시동키 입력부(10)로부터의 시동키 입력신호와, 상기 액셀페달 감지부(20)로부터의 액셀페달 위치신호, 상기 엔진회전수 감지부(30)로부터의 엔진회전수 감지신호, 상기 냉각수온 감지부(40)로부터의 냉각수온 감지신호를 인가받아서, 해당 차량 엔진의 상온 시동시와 냉간 시동시를 각각 구분하여 연료 공급량의 조절 제어를 수행하게 된다.

여기서, 상기 엔진 제어 유니트(50)는 엔진의 시동시에 상기 냉각수온 감지부(40)에서 감지되는 냉각수의 온도가 예컨대 -5℃와 같은 설정 온도 이상 또는 이하인지를 판정하여 냉간 시동시 또는 상온 시동시를 각각 판별함에 의해, 엔진 회전수가 예컨대 "600"과 같은 미리 설정된 회전수로 지속되는 시간을 상온 시동시와 냉간 시동시에 각기 다르게 설정하여 엔진에 공급되는 연료량을 제어할 수 있도록 한다.

상기 연료 인젝터(60)는 상기 엔진제어 유니트(40)의 제어에 따라 차량의 냉간 시동시의 시동 연료량 또는 시동탈출 조건에 해당되는 노멀 모드에서의 노멀 연료량 공급을 조절하게 된다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 도 4의 플로우차트를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 엔진제어 유니트(50)에서는 액셀페달 감지부(20)로부터의 액셀페달 위치신호에 의해, 해당 액셀페달이 조작되면서 그 위치가 0% 이상인 것을 인식하고서(단계 S20), 시동키 입력부(10)로부터의 시동키 입력신호를 근거로 시동키가 온되고, 엔진회전수 감지부(30)로부터의 엔진회전수 감지신호를 근거로 엔진 회전수가 예컨대 "300"과 같은 일정 회전수 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S21).

상기 판단 결과, 상기 시동키가 온되어 있지 않고 엔진 회전수가 예컨대 "300"과 같은 일정 회전수 이하가 아닌 것으로 판단되면, 연료 분사동작을 수행하지 않게 된다(단계 S22).

하지만, 상기 단계 S21의 판단 결과에 따라 상기 엔진제어 유니트(50)는 상 기 시동키가 온되고, 엔진회전수가 예컨대 "300"과 같은 일정 회전수 이하인 것으로 판단하게 되면, 연료 인젝터(60)를 제어하여 엔진에 공급되는 연료가 시동 연료량으로서 공급되도록 한다(단계 S23).

그 상태에서, 상기 엔진제어 유니트(50)는 냉각수온 감지부(40)로부터 감지되는 엔진 냉각수의 수온이 예컨대 "-5℃"와 같은 설정 수온 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S24).

상기 판단 결과, 상기 엔진제어 유니트(50)는 상기 냉각수온 감지부(40)에서 감지되는 엔진의 냉각수온이 예컨대 "-5℃"와 같은 설정온도 이하인 것으로 판단되면, 해당 차량의 시동이 냉간 시동상태인 것으로 판정하여 상기 엔진회전수 감지부(30)로부터 감지되는 엔진 회전수가 예컨대 "600"과 같이 미리 설정된 회전수 이상으로 도달되고, 그 회전수의 유지시간이 에컨대 "3초"와 같은 냉간 시동 설정시간 이상으로 경과되는 지의 여부를 판단하게 된다(단계 S25).

상기 판단 결과, 상기 엔진제어 유니트(50)는 상기 엔진의 회전수가 예컨대 "600"과 같은 미리 설정된 회전수 이상으로 도달되어 유지되는 시간이 예컨대 "3초"와 같은 설정시간 이상으로 경과되고 있다고 판단하게 되면, 상기 연료 인젝터(60)를 제어하여 엔진에 공급되는 연료량을 노멀 연료량으로 감소시키게 된다(단계 S26).

한편, 상기 단계 S24의 판단 결과에 따라 상기 엔진제어 유니트(50)는 상기 냉각수온 감지부(40)로부터 감지되는 냉각수온이 예컨대 "-5℃"와 같은 설정수온 이하가 아닌 것으로 판단하게 되면, 해당 차량이 상온 시동중인 것으로 판정하여 엔진의 회전수가 예컨대 "600"과 같은 설정 회전수 이상인 지의 여부를 판단한다(단계 S27).

상기 판단 결과, 상기 엔진제어 유니트(50)는 엔진의 회전수가 예컨대 "600"과 같은 설정 회전수 이상이라고 판단되면, 상기 단계 S26으로 진행하여 상기 연료 인젝터(60)를 제어하여 엔진에 공급되는 연료량을 노멀 연료량으로 감소시키게 된다.

그 다음에, 상기 엔진제어 유니트(50)는 상기 엔진의 회전수가 예컨대 "600"과 같은 설정 회전수를 유지하고 있는 지의 여부를 판단한다(단계 S28).

상기 판단 결과, 상기 엔진제어 유니트(50)는 상기 엔진의 회전수가 예컨대 "600"과 같은 설정 회전수를 유지하고 있다고 판단하게 되면, 해당 차량의 엔진 연료량을 아이들 상태로 전환하여 시동상태가 완료되도록 하게 된다(단계 S29).

따라서, 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 엔진 냉각수의 온도에 따라 해당 차량의 시동이 상온 시동인지 냉간 시동인지를 판단하여, 그 상온 시동 또는 냉간 시동상태에 따라 엔진 회전수가 설정 회전수로 유지되는 시간을 차별적으로 설정함에 따라, 지속적이고 안정적인 시동 연료량의 공급이 가능하게 되면서 엔진 회전수가 지속적으로 증가하게 되고, 이에 따라 헌팅 현상이나 백연의 발생이 저감될 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 차량의 시동시에 엔진 냉각수의 온도에 따라 냉간 시동시 또는 상온 시동시를 구분하여 엔진의 회전수가 일정 회전수에 도달하여 유지되는 시간을 차별적으로 설정함에 따라, 엔진에 공급되는 연료량을 시동 연료량으로부터 노멀 연료량으로 전환할 수 있도록 함에 따라, 종래의 시동모드와 노멀 모드의 반복적인 전환에 의한 헌팅 현상을 방지할 수 있게 됨과 더불어, 백연의 발생을 저감시킬 수 있다는 효과를 갖게 된다.

Claims (4)

1. 차량의 시동키가 온되고 엔진 회전수가 일정 회전수 이하인지를 판정하는 제 1단계와;

   상기 시동키가 온되고 엔진 회전수가 일정 회전수 이하이면, 상기 시동키가 온되는 기간동안 지속적으로 시동 연료량을 공급하는 제 2단계;

   엔진의 온도에 따라 해당 시동이 상온시동 상태 또는 냉간 시동 상태인지를 판정하는 제 3단계;

   상기 상온 시동시 또는 냉간 시동시의 판단 결과에 따라, 상온 시동 또는 냉간 시동에 따라 차별적으로 결정된 설정시간을 근거로 엔진 회전수가 시동종료 조건의 회전수 이상으로 유지되는 시간을 판단하는 제 4단계 및;

   상기 엔진의 회전수가 시동종료 조건의 회전수 이상으로 도달하여 유지되는 시간이 상온 시동시 또는 냉간 시동시의 설정시간 이상이면, 엔진의 연료량을 노멀 연료량으로 전환하여 공급하는 제 5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3단계에서, 상기 엔진의 온도는 냉각수의 수온을 감지함에 의해 판단하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 5단계에서, 상온 시동시에 상기 엔진의 회전수가 시동종료 조건의 회전수 이상으로 도달하면, 엔진의 연료량을 노멀 연료량으로 전환하여 공급하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 5단계에서, 냉간 시동시에 상기 엔진의 회전수가 시동종료 조건의 회전수 이상으로 도달하여 유지되는 시간이 "3초" 이상이면, 엔진의 연료량을 노멀 연료량으로 전환하여 공급하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 냉간 시동성 제어 방법.

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