KR100725698B1 - 엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법 - Google Patents

엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법 Download PDF

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안정훈
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Abstract

연료 차단 스위치의 조작 여부를 정확하게 판정할 수 있도록 한 엘피아이 차량의 연료차단스위치 상태 검출 방법에 관한 것이다. 상기 연료 차단 스위치의 출력 라인에 전기적 에러가 발생되는 경우, 상기 엔진 제어부는 연료 차단 스위치의 조작으로 인식하게 하여 실제 연료 공급 라인에 이상이 없는 것으로 판정하고 연료 공급 라인의 에러 진단을 실행하지 않는 문제점이 종종 발생하였다. 따라서, 상기 연료 차단 스위치의 입출력 라인의 전기적 에러를 정확하게 진단하여 상기 연료 차단 스위치의 조작 상태를 정확하게 검출할 수 있도록 한 로직이 별도로 필요하다.
본 발명에 의하면, 운전자의 의지에 따라 스위칭되는 연료 차단 스위치의 출력 신호와 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호와 릴레이 코일 진단부의 스위칭 상태를 기초로 상기 연료 차단 스위치의 입력 라인 및 출력 라인의 전기적 에러를 정확하게 진단함으로써, 상기 연료 차단 스위치의 조작 상태를 정확하게 판정할 수 있는 효과를 얻는다.
자동차, LPI 시스템, ECU, 연료 펌프 릴레이, 연료차단밸브

Description

엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법{METHOD FOR DETECTING FUEL SHUTDOWN VALVE OF LPI CAR}
도 1는 본 발명이 적용되는 엘피아이 차량의 구성을 보인 도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 연료 탱크 12 : 연료펌프릴레이
13 : 연료차단스위치 15 : 연료펌프
16 : 연료차단밸브 17 : 인젝터
19 : 엔진 제어부 21 : 연료공급라인
31 : 릴레이 코일 진단부
본 발명은 엘피아이(Liquefied Petroleum Injection) 차량의 연료 차단 스위치 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 연료 차단 스위치의 조작 여부 및 연료펌프 릴레이의 상태를 정확하게 판정할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.
자동차에 사용되는 연료 중 엘피지(Liquefied Petroleum Gas) 연료는 옥탄가가 높고 내열성이 우수하다는 특징과 연료비가 저렴하다는 장점이 있기 때문에 일부의 승용차와 승합차 등에 사용되고 있으며 대형차에도 적용시킬 예정에 있다.
상기 자동차의 엔진에 공급되는 엘피지 연료는 액상이며 이를 기화하게 되면 공기와의 혼합성이 좋아 가연성이 놓기 때문에 가솔린과 경유에 비해 노킹이 잘 일어나지 않게 되며 베이퍼록(Vapor-Lock)이나 퍼컬레이션(Percolation)과 같은 현상의 발생을 방지할 수 있어 가솔린이나 디젤 연료의 대체 연료로서 그 적용 범위가 점차로 증가되고 있는 추세이다.
여기서, 상기 엔진 제어부의 제어에 의해 동작되는 연료 펌프, 오픈된 연료 차단 밸브, 및 인젝터 순으로 이루어진 연료 공급 라인을 통해 엘피지 연료가 실린더로 공급되고, 실린더로 공급되는 액상의 엘피지 연료는 에어 클리너로부터 공급되는 공기와 혼합한 후 기화하여 폭팔한다.
이러한 가솔린 및 엘피지 연료 겸용 자동차에 있어, 가솔린 연료의 사용 시 엘피지 연료의 공급을 중단하기 위해 운전자에 의해 조작되는 별도의 연료 차단 스위치를 더 포함하고 있다.
상기 연료 차단 스위치는 통상 연료 펌프 릴레이 및 연료 펌프와 연동하여 동작되며, 상기 연료 차단 스위치가 운전자에 의해 조작될 때 상기 연료 펌프 및 연료 차단 밸브가 동시에 작동되어 상기 연료 공급 라인이 차단된다.
상기에서 설명한 바와 같이, 상기 연료 차단 스위치의 출력 라인에 전기적 에러가 발생되는 경우, 상기 엔진 제어부는 연료 차단 스위치의 조작으로 인식하게 하여 실제 연료 공급 라인에 이상이 없는 것으로 판정하고 연료 공급 라인의 에러 진단을 실행하지 않는 문제점이 종종 발생하였다. 따라서, 상기 연료 차단 스위치 의 입출력 라인의 전기적 에러를 정확하게 진단하여 상기 연료 차단 스위치의 조작 상태를 정확하게 검출할 수 있도록 한 로직이 별도로 필요하다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 운전자의 의지에 따라 스위칭되는 연료 차단 스위치의 출력 신호와 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호와 상기 엔진 제어부의 제어 신호에 따라 스위칭 동작하는 릴레이 코일 진단부의 스위칭 상태를 기초로 상기 연료 차단 스위치의 입력 라인 및 출력 라인의 전기적 에러를 정확하게 진단함으로써, 상기 연료 차단 스위치의 조작 상태 및 연료펌프 릴레이의 상태를 정확하게 판정할 수 있는 엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법은,
운전자에 의해 조작되는 연료 차단 스위치와 상기 연료 차단 스위치의 조작 상태에 따라 연료 탱크 내의 액체 연료를 가스 인젝터로 토출시키는 연료 공급 라인의 연료펌프 및 연료 차단 밸브를 가지는 LPI 차량에 있어서,
a) 상기 연료 펌프를 동작시키기 위해 엔진 제어부로부터 공급되는 펌프제어신호에 따라 동작하는 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호를 수신하는 단계;
b) 상기 연료펌프 릴레이의 출력측에 접속되어 운전자의 의지에 따라 스위 칭하는 상기 연료 차단 스위치의 출력 신호를 수신하는 단계;
c) 상기 b) 단계를 통해 수신된 상기 연료 차단 스위치의 출력 신호와 상기 엔진 제어부에서 출력되는 제어 신호를 따라 스위칭 동작하는 릴레이 코일 진단부의 스위칭 상태를 기초로 상기 연료 차단 스위치의 출력 라인의 정상을 판정하는 단계;
d) 상기 c) 단계의 판정 결과 및 상기 a) 단계를 통해 수신된 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호를 기초로 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 라인인 연료 차단 스위치의 입력 라인 및 상기 연료 차단 스위치의 출력 라인의 전기적 에러를 진단하는 단계; 및
e) 상기 d) 단계의 진단 결과에 따라 상기 연료 차단 스위치의 조작 상태를 판정하는 단계를 포함하고,
바람직하게 상기 d) 단계의 전기적 에러는,
d-1) 상기 c) 단계의 연료 차단 스위치의 출력 라인이 정상이고 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호가 하이 레벨이면, 상기 릴레이 코일의 출력 라인인 상기 연료차단 스위치의 입력 라인(AC 라인)이 단선된 것으로 판정하는 단계;
d-2) 상기 c) 단계의 연료 차단 스위치의 출력 라인이 정상이고 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호가 로우 레벨이면, 상기 릴레이 코일의 출력 라인인 상기 연료차단 스위치의 입력 라인 및 연료 차단 스위치의 출력 라인을 정상으로 판정하는 단계;
d-3) 상기 c) 단계의 연료 차단 스위치의 출력 라인이 비정상이고 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호가 로우 레벨이면, 상기 릴레이 코일이 단선된 것으로 판정하는 단계; 및
d-4) 상기 c) 단계의 연료 차단 스위치의 출력 라인이 비정상이고 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호가 하이 레벨이면, 상기 연료 차단 스위치의 출력 라인이 단선된 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현 예에 따르면, 운전자의 의지에 따라 스위칭하는 연료 차단 스위치의 출력 신호와 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호와 상기 릴레이 코일 진단부의 스위칭 상태를 기초로 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 라인 및 연료 차단 스위치의 출력 라인의 전기적 에러를 진단함으로써, 상기 연료 차단 스위치의 조작 상태 및 연료펌프 릴레이의 상태를 정확하게 판정할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다. 단 본 발명의 LPI 시스템을 채택한 차량을 일 예로 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 엘피아이 차량의 연료 장치의 구성을 보인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 연료 공급 장치는, 연료 탱크(11), 연료 펌프 릴레이(12), 연료 차단 스위치(13), 연료 펌프(15), 연료 차단 밸브(16), 인젝터(17), 엔진 제어부(19), 연료 공급 라인(21), 연료 리턴 라인(23), 및 릴레이 코일 진단부(31)로 구성된다.
상기 엔진 제어부(19)는 외부로부터 공급되는 가솔린 인젝션 신호를 수신하 여 펌프 제어 신호를 발생하여 연료 펌프 릴레이(12)에 공급하도록 구비되고, 또한 외부로부터 공급되는 가솔린 인젝션 신호를 연료 분사 신호로 변환하여 인젝터(17)로 공급하도록 구비된다.
또한, 상기 연료 펌프 릴레이(12)는 상기 펌프 제어 신호에 따라 외부로부터 공급되는 전원을 제공받아 동작되도록 구비된다. 상기 연료 차단 스위치(13)는 운전자에 의해 조작되며 상기 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일의 출력측에 접속된다. 상기 연료 차단 스위치(13)가 운전자에 의해 오픈될 때 상기 연료 펌프(15)의 동작이 정지되고, 상기 연료 차단 밸브(16)가 닫힘 제어되므로, 상기 연료 공급 라인(21)의 연료 공급이 인젝터(17)로 공급되는 것이 차단된다.
상기 연료 차단 밸브(16)가 온 상태로 스위칭될 때, 상기 연료펌프 릴레이(12)는 엔진 제어부(19)에서 발생된 펌프제어신호를 제공받아 연료 펌프(15)가 동작되도록 구비된다.
상기 연료 펌프(15)는 이 펌프제어신호에 따라 상기 연료 탱크(11) 안의 엘피지 연료를 액화 상태로 토출시키도록 구비된다.
그리고, 상기 인젝터(17)는 상기 엔진 제어부(33)로부터 공급되는 연료 분사 신호에 따라 상기 연료 탱크(11)에서 토출된 엘피지 연료를 액상 상태로 실린더(미도시됨) 내로 분사시킨다.
여기서, 상기 엔진 제어부(19)는 상기 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일의 출력 신호(A)와 운전자의 의지에 따라 스위칭하는 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호(B)와 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 라인(B)의 전기적 에러를 진단하기 위해 상기 엔진 제어부(19)에서 출력되는 제어 신호(D)를 제공 받아 스위칭동작하는 릴레이 코일 진단부(31)의 스위칭 상태를 기초로 상기 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일의 출력 라인(AC 간의 라인) 및 연료 차단 스위치(13)의 출력 라인의 전기적 에러를 진단하도록 구비된다.
바람직하게 상기 전기적 에러는 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 라인의 단선 및 상기 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일의 출력 라인의 단선을 의미하고, 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 라인의 단선은 연료차단스위치(13)의 오픈 상태로 판정된다.
즉, 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 라인의 단선을 진단하기 위해 소정 시간 동안 상기 엔진 제어부(26)의 제어 신호(D)는 상기 릴레이 코일 진단부(31)에 공급되고, 이 제어 신호(D)를 수신한 상기 릴레이 코일 진단부(31)의 파워 트랜지스터(미도시됨)는 오프 상태로 스위칭되며, 상기 파워 트랜지스터의 스위칭 상태에 따라 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호의 레벨이 가변된다.
즉, 상기 엔진 제어부(26)는 상기 릴레이 코일 진단부(31)의 스위칭 상태 및 상기 연료차단 스위치(13)의 출력 신호의 레벨에 따라 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 라인의 정상 또는 비정상을 판정하게 된다. 상기 소정 시간은 릴레이 코일에 흐르는 전류 흐름에 영향을 주지 않는 시간으로 수 백 마이크로sec로 설정된다.
즉, 상기 파워 트랜지스터가 오프 상태 일 때 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호(B)가 하이 레벨이면 상기 엔진 제어부(26)는 상기 연료 차단 스위치(13) 의 출력 라인을 정상으로 판정되고, 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호(B)가 로우 레벨이면 상기 연료 차단 스위치(13)는 비정상으로 판정된다.
따라서, 상기 엔진 제어부(19)는 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호(B)가 정상이고, 상기 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일의 출력 신호(A)가 하이 레벨일 때 상기 연료 펌프릴레이(12)의 출력 라인(CA 라인)이 단선된 것으로 판정하고, 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호(B)가 비정상일 때 상기 연료 차단스위치(13)의 출력 라인을 단선으로 판정한다.
또한, 상기 엔진 제어부(19)는 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 라인이 정상이고 상기 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일의 출력 신호(A)가 로우 레벨이면 상기 릴레이 코일의 출력 라인인 상기 연료차단 스위치의 입력 라인(AC 라인) 및 연료 차단 스위치의 출력 라인(B 라인)을 정상으로 판정하고, 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 라인이 비정상이고 상기 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일의 출력 신호가 로우 레벨이면 상기 릴레이 코일이 단선된 것으로 판정한다.
상기의 과정을 보다 구체적으로 설명하면, 상기 엔진 제어부(19)는 점화 스위치가 온 상태임을 나타내는 스위치 신호가 엔진 제어부(19)로 공급되면, 상기 엔진 제어부(19)는 상기 연료 탱크(11)로부터 인젝터(17)까지 연료의 압력을 생성시켜 운전을 위한 조건을 갖춘다.
즉, 점화 스위치가 온되면, 상기 엔진 제어부(19)는 상기 펌프제어신호를 발생하여 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일로 공급하고, 이 펌프제어신호에 따라 상기 릴레이 코일에 전류가 흐르게 되어 연료펌프 릴레이(12)의 릴레이 스위치가 접속된다. 따라서, 외부로부터 공급되는 전원(VB2)은 상기 연료 펌프(13)로 공급된다.
상기 엔진 제어부(19)는 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호(B)를 수신하고, 상기 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일을 진단하기 위해 상기 릴레이 코일 진단부(31)로 공급된 제어 신호(D)의 레벨을 수신하여 릴레이 코일 진단부(31)의 내부 트랜지스터의 스위칭 상태를 판정한다.
이어, 상기 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일의 출력 신호(A)를 수신한다.
또한, 상기 엔진 제어부(19)는 상기 제어 신호(D)의 레벨을 기초로 상기 릴레이 코일 진단부(31)의 스위칭 상태를 체크하고, 여기서, 상기 릴레이 코일 진단부(31)가 오프 상태일 때 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호(B)의 레벨을 체크한다.
즉, 상기 제어 신호(D)의 레벨로 인해 상기 릴레이 코일 진단부의 파워 트랜지스터가 오프 상태이고, 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호(B)가 로우 레벨이면 상기 연료차단 스위치를 정상으로 판정하고, 이때 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호(A)가 하이 레벨이면, 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 라인(CA 라인)이 단선된 것으로 판정한다.
또한, 상기 엔진 제어부(19)는 상기 연료차단 스위치가 정상이고 상기 연료 펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일의 출력 신호(A)가 로우 레벨이면, 상기 연료 차단 스위치(13)의 입력 라인(AC 라인) 및 출력 라인(B)을 정상으로 판정한다.
또한, 상기 엔진 제어부(19)는 상기 제어 신호(D)의 레벨로 인해 상기 릴레이 코일 진단부의 파워 트랜지스터가 오프 상태이고 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호(B)가 하이 레벨이면 상기 연료차단 스위치를 비정상으로 판정하고, 이때 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호(A)가 하이 레벨이면, 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 라인(B)이 단선된 것으로 판정한다
상기 엔진 제어부(19)는 상기 제어 신호(D)의 레벨로 인해 상기 릴레이 코일 진단부의 파워 트랜지스터가 오프 상태이고 상기 연료 차단 스위치(13)의 출력 신호(B)가 하이 레벨이면 상기 연료차단 스위치를 비정상으로 판정하고, 이때 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호(A)가 로우 레벨이면, 상기 연료펌프 릴레이(12)의 릴레이 코일이 단선된 것으로 판정하여 상기 연료 펌프 릴레이(12)가 탈거된 것으로 판정한다.
이어 상기 엔진 제어부(19)는 연료 공급 라인에 대한 에러 진단을 실행한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법은, 운전자의 의지에 따라 스위칭되는 연료 차단 스위치의 출력 신호와 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호와 릴레이 코일 진단부의 스위칭 상태를 기초로 상기 연료 차단 스위치의 입력 라인 및 출력 라인의 전기적 에러를 정확하게 진단함으로써, 상기 연료 차단 스위치의 조작 상태 및 연료펌프 릴레이의 상태를 정확하게 판정할 수 있는 효과를 얻는다.
이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사 상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 운전자에 의해 조작되는 연료 차단 스위치와 상기 연료 차단 스위치의 조작 상태에 따라 연료 탱크 내의 액체 연료를 가스 인젝터로 토출시키는 연료 공급 라인의 연료펌프 및 연료 차단 밸브를 가지는 LPI 차량에 있어서,
    a)상기 연료 펌프를 동작시키기 위해 엔진 제어부로부터 공급되는 펌프제어신호에 따라 동작하는 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호를 수신하는 단계;
    b)상기 연료펌프 릴레이의 출력측에 접속되어 운전자의 의지에 따라 스위칭하는 상기 연료 차단 스위치의 출력 신호를 수신하는 단계;
    c) 상기 b) 단계를 통해 수신된 상기 연료 차단 스위치의 출력 신호와 상기 엔진 제어부에서 출력되는 제어 신호를 따라 스위칭 동작하는 릴레이 코일 진단부의 스위칭 상태를 기초로 상기 연료 차단 스위치의 출력 라인의 정상을 판정하는 단계;
    d) 상기 c) 단계의 판정 결과 및 상기 a) 단계를 통해 수신된 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호를 기초로 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 라인인 연료 차단 스위치의 입력 라인 및 상기 연료 차단 스위치의 출력 라인의 전기적 에러를 진단하는 단계; 및
    e) 상기 d) 단계의 진단 결과에 따라 상기 연료 차단 스위치의 조작 상태를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 e) 단계는 상기 d) 단계의 진단 결과에 따라 상기 연료펌프 릴레이의 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 d) 단계는,
    d-1) 상기 c) 단계의 연료 차단 스위치의 출력 라인이 정상이고 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호가 하이 레벨이면, 상기 릴레이 코일의 출력 라인인 상기 연료차단 스위치의 입력 라인(AC 라인)이 단선된 것으로 판정하는 단계;
    d-2) 상기 c) 단계의 연료 차단 스위치의 출력 라인이 정상이고 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호가 로우 레벨이면, 상기 릴레이 코일의 출력 라인인 상기 연료차단 스위치의 입력 라인 및 연료 차단 스위치의 출력 라인을 정상으로 판정하는 단계;
    d-3) 상기 c) 단계의 연료 차단 스위치의 출력 라인이 비정상이고 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호가 로우 레벨이면, 상기 릴레이 코일이 단선된 것으로 판정하는 단계; 및
    d-4) 상기 c) 단계의 연료 차단 스위치의 출력 라인이 비정상이고 상기 연료 펌프 릴레이의 릴레이 코일의 출력 신호가 하이 레벨이면, 상기 연료 차단 스위치 의 출력 라인이 단선된 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 e) 단계는 상기 d-3) 단계를 통해 릴레이 코일이 단선된 경우 상기 연료펌프 릴레이가 탈거되었다고 판정하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 e) 단계는, 상기 연료 차단 스위치의 출력 라인이 단선된 경우 상기 연료 차단 스위치가 오픈되었다고 판정하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 차단 스위치 상태 검출 방법.
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