KR100802277B1 - 엘피아이 차량의 엔진 구동 방법 - Google Patents

Abstract

연료압 센서의 고장 판정 후 엔진을 구동할 수 있도록 한 엘피아이 차량의 엔진 구동 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, 서브 이씨유에서 연료압 센서로부터 공급되는 연료압 신호를 기초로 연료압 센서의 고장을 진단하는 엘피아이 차량에 있어서, a) 이그니션 키가 온 상태일 때 소정 시간 주기로 연료압 신호를 모니터링하고 모니텅 결과 소정 주기 동안의 연료압 신호의 변화가 기 설정된 기준치 이하일 때 상기의 연료압 센서의 이상 신호를 발생하는 단계; b) 상기 a) 단계를 통해 상기 연료압 센서의 이상 신호 발생 후 기 설정된 설정 시간이 경과되었는 지를 판단하고, 상기의 설정 시간이 경과된 경우 림프홈(limp home)을 통해 비상 운전 모드로 설정하여 엔진을 정상 구동하는 단계; c) 수신되는 연료 펌프 구동 신호 및 연료 분사량을 기초하여 연료 공급 장치에 대한 고장 진단을 실행하는 단계; 및 d) 상기 연료 공급 장치에 고장 진단 결과 연료 공급 라인의 이상이 발생되었다고 판단되면, 연료 분사량을 제어하고, e) 상기 c) 단계를 통해 상기 연료 공급 장치가 정상인 경우 상기 연료압 센서의 고장으로 판정하여 상기 연료 분사량을 기 설정된 소정치 이하로 제어하는 단계를 더 포함한다.

자동차, 연료공급라인, 연료압 센서, 연료 차단 밸브, 체크밸브, 잉여 차단 밸브

Description

엘피아이 차량의 엔진 구동 방법{METHOD FOR DRIVING ENGINE OF LPI CAR}

도 1은 일반적인 연료 공급라인의 연료압을 보인 그래프이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 연료공급 시스템의 구성을 보인 도이다.

도 3은 본 발명에 따른 엔진 구동 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 연료 탱크 13 : 연료 펌프

17 : 가스 인젝터 21 : 연료공급라인

22 : 연료리턴라인 23 : 연료압 센서

25 : 레귤레이터 33 : 서브 이씨유

SV1 : 체크 밸브 SV2 : 잉여 압력 밸브

SV3, SV4: 제1 및 제2 연료차단밸브

본 발명은 엘피아이 차량의 연료압 센서 고장 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 연료압 센서의 이상 진단 시 림프홈을 통해 비상 운전 모드를 통해 엔진을 정상 구동한 후 연료 분사량을 기 설정된 소정치 이하로 제어하여 엔진 을 정상으로 구동할 수 있도록 한 방법이 개시되어 있다.

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 기화시키게 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 엘피지 연료 장치는 연료 펌프를 통해 엘피지 연료를 연료 공급 라인을 통해 액상으로 인젝터에 공급하고, 이 인젝터를 통해 엘피지 연료를 실린더로 분사하며, 이 분사된 이 엘피지 연료는 공기가 혼합한 후 기화하여 엔진을 구동시킨다. 시동 오프 후 여분의 연료는 연료 리턴 라인을 통해 연료 탱크 내로 되돌아간다.

이때 엘피지 및 가솔린 겸용 차량에 있어 연료 공급 장치는 연료 펌프의 구동에 따라 토출되는 연료의 역흐름을 방지하기 위해 연료 펌프의 출력단에 설치되는 체크 밸브와 상기 연료펌프의 이상 구동을 제어하기 위한 잉여압력 밸브와, 상기 토출된 연료를 가스 인젝터로 공급하기 위해 연료공급라인의 설치되는 제1 및 제2 연료차단밸브는 상기의 연료공급라인에 각각 순차적으로 설치되며,상기의 연료공급라인의 연료압을 감지하기 위한 연료압 센서를 더 포함한다.

이때 서브 이씨유는 상기의 연료공급라인의 연료압을 고압으로 형성하기 위해 도 1의 A)에 도시된 바와 같이, 연료 펌프의 구동 속도를 기준치 이상으로 설정하여 연료 펌프를 초기 구동하고, 연료 펌프의 설정된 구동 속도에 의해 상기 잉여 차단 밸브의 입력측과 출력측의 압력차가 미리 설정된 소정치 이상으로 발생하게 되면 상기의 잉여 차단 밸브는 닫힘 제어된다. 이때 상기 연료공급라인의 연료압은 도 1의 B)에 도시된 바와 같이 증가하게 된다.

이에 대해 상기의 서브 이씨유는 연료 펌프의 구동 속도를 기준치 이하로 설정한다. 이러한 기준치 이하의 연료 펌프의 구동 속도로 인해 상기 잉여 차단 밸브의 입력측과 출력측의 압력차가 낮아지므로 상기 잉여 차단 밸브는 다시 열림 제어된다.

이에 대해 상기 서브 이씨유는 상기의 연료 펌프의 구동 속도를 다시 기준치 이상으로 설정하고, 상기의 과정은 연료압 센서로부터 공급되는 상기 연료 공급라인의 연료압이 목표치(3 bar- 8bar)에 도달할 때까지 반복 실행한다.

그러나, 상기 연료공급라인의 연료압이 목표치에 도달되면, 상기의 잉여 압력 밸브는 항상 열림 제어된다.

즉, 자동차의 초기 시동 시 상기의 연료 펌프의 초기 고속 구동 및 저속 구동의 반복에 따라 상기의 잉여 압력 밸브의 열림 또는 닫힘 제어되므로 상기 연료공급라인의 연료압은 도 1의 B)에 도시된 바와 같이 증가하게 된다.

이러한 연료공급라인의 연료압을 통해 연료 분사량을 제어하는 상기의 연료압 센서가 고장 발생하면 연료 펌프의 정상 구동에도 불구하고 엔진 정지되는 문 제점이 있었다. 따라서, 연료공급라인의 연료압을 측정하기 위한 상기의 연료압 센서의 고장 발생 시 비상 운전 모드를 통해 엔진을 정상 구동할 수 있는 별도의 로직이 필요하였다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료공급라인의 연료압이 연료압 센서의 고장을 진단하기 위해 소정 주기로 설정 시간 동안 수신되는 연료압의 변화를 모니터링하고 모니터링 결과에 따라 상기 연료압 센서가 저압 고장으로 판정될 때 비상 운전 모드를 통해 엔진을 정상 구동함으로써, 연료압 센서의 이상 발생 시 비상 운전 모드를 통해 엔진을 정상 구동할 수 있도록 한 엘피아이 차량의 엔진 구동 방법을 제공하고자 함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 과제는,

서브 이씨유에서 연료압 센서로부터 공급되는 연료압 신호를 기초로 연료압 센서의 고장을 진단하는 엘피아이 차량에 있어서,

a) 이그니션 키가 온 상태일 때 소정 시간 주기로 연료압 신호를 모니터링하고 모니텅 결과 소정 주기 동안의 연료압 신호의 변화가 기 설정된 기준치 이하일 때 상기의 연료압 센서의 이상 신호를 발생하는 단계;

b) 상기 a) 단계를 통해 상기 연료압 센서의 이상 신호 발생 후 기 설정된 설정 시간이 경과되었는 지를 판단하고, 상기의 설정 시간이 경과된 경우 림프홈(limp home)을 통해 비상 운전 모드로 설정하여 엔진을 정상 구동하는 단계;

c) 수신되는 연료 펌프 구동 신호 및 연료 분사량을 기초하여 연료 공급 장치에 대한 고장 진단을 실행하는 단계;

d) 상기 연료 공급 장치에 고장 진단 결과 연료 공급 라인의 이상이 발생되었다고 판단되면, 연료 분사량을 제어하는 단계;

그에 더하여, 상기 연료 공급 장치가 정상인 경우 상기 연료압 센서의 고장으로 판정하여 상기 연료 분사량을 기 설정된 소정치 이하로 제어하는 단계;

를 더 포함한다.

여기서, 상기 a) 단계는,

a-1) 상기 수신되는 연료압 신호를 소정 주기로 수신하는 단계;

a-2) 상기 a-1) 단계의 소정 주기로 수신된 연료압 신호의 최저치와 최고치의 차를 연산하는 단계;

a-3) 상기 연료압 신호의 차를 미리 설정된 기준치와 비교하여 비교 결과 연료압 신호의 차가 기준치 이하인 경우 상기의 연료압 센서의 이상 신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며,

여기서, 상기 설정 시간은 연료 온도에 따라 설정된 연료압 모델값이 목표 연료압에 도달하는 시간인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 연료공급라인의 연료압이 연료압 센서의 고장을 진단하기 위해 소정 주기로 설정 시간 동안 수신되는 연료압의 변화를 모니터링하고 모니터링 결과에 따라 상기 연료압 센서가 저압 고장으로 판정될 때 비상 운전 모드를 통해 엔진을 정상 구동함으로써, 연료압 센서의 이상 발생 시 비상 운전 모드를 통해 엔진을 정상 구동하여 상기의 연료압 센서의 고장으로 인해 불안정한 엔진 구동을 미연에 방지하여 엘피아이 자동차의 안정성을 더욱 향상할 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 2는 본 발명이 적용되는 엘피아이 차량의 연료공급장치의 구성을 보인 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 서브 이씨유에 의한 연료압 센서의 고장 진단 결과에 따른 엔진 구동 과정을 보인 흐름도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명이 적용되는 연료 공급 장치는, 연료 탱크(11), 연료 펌프(13), 가스 인젝터(17), 연료공급라인(21), 연료리턴라인(22), 연료압 센서(23), 레귤레이터(25), 서브 이씨유(33)로 구성된다.

또한, 상기 연료 공급 장치는, 상기의 연료 펌프(13)의 구동에 따라 토출되는 연료의 역흐름을 방지하기 위해 상기 연료 탱크(11)의 출구에 설치되는 체크 밸브(SV1)와, 상기 연료 펌프(13)의 이상 구동을 제어하기 위한 잉여압력 밸브(SV2)와, 상기 토출된 연료를 가스 인젝터(17)로 공급하기 위해 연료공급라인(21)의 설치되는 제1 및 제2 연료차단밸브(SV3)(SV4)를 더 포함한다.

상기 잉여 압력밸브(SV2)의 딛힘 제어를 통해 상기의 연료 공급 라인(21)의 연료압은 서서히 증가하여 목표치에 도달하게 된다.

이때 상기 서브 이씨유(33)는 상기 연료압 센서(23)의 연료압 신호가 연료압 센서(23)의 고장을 판정하기 위해 소정 주기로 소정 시간 동안 연료압 신호를 모니터링하도록 구비되고 모니터링 결과에 따라 상기 연료압 신호의 변화량이 기 설정 된 기준치 이하인 경우 상기 연료압 센서(23)의 이상 신호를 발생한다. 여기서, 상기 소정 시간 및 소정 시간 및 기준치 및 목표치는 다수회의 실험에 얻어진 최적의 결과치로서 이미 공지된 값이다.

또한, 상기 서브 이씨유(33)는 기 설정된 설정 시간이 경과되면, 상기 연료압 센서(23)가 이상 신호 발생 시 통상적인 림프홈(lim home)을 통해 비상 운전 모드를 실행한다. 상기 설정 시간은, 통상적인 림프홈을 통해 비상 운전 모드를 실행하기 위해 림프홈을 통해 연료 온도에 따라 설정된 연료압 모델값이 목표 연료압에 도달하는 시간으로 설정되며, 상기 설정 시간은 소정 회의 실험을 통해 얻어진 결과값으로 상기 서브 이씨유(33)에 저장된다.

상기 비상 운전 모드는 림프 홈을 통해 기 설정된 연료 펌프의 구동 속도 및 연료 분사량을 통해 엔진을 구동하도록 구비된다.

통상적인 비상 운전 모드를 통해 엔진이 정상 구동된 경우 상기 서브 이씨유(33)는 외부로부터 공급되는 연료 펌프 구동 속도 및 연료 분사량을 기초하여 연료 공급 장치의 고장을 진단하고, 진단 결과 연료 공급 장치의 고장이 발생된 경우 연료 분사량 제어를 통해 상기 엔진을 정상 구동하며 상기 연료 공급 장치의 고장이 발생되지 않은 경우 연료압센서의 고장으로 판정하여 연료 분사량을 기 설정된 소정치 이하로 제어하도록 구비된다. 여기서, 상기 소정치는 연료압 센서(23)의 고장 판정 시 학습 제어를 통해 얻어진 보정값이며, 상기 연료압 센서(23)의 고장 판정 시 학습 제어를 통해 보정값을 산출하는 과정은 이미 통상적인 과정이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 구비된 본 발명에 따른 엘피아이 차량에 있어, 이그니션 키가 온 상태인 경우(101) 상기의 서브 이씨유(33)는 다수의 센서로부터 공급되는 신호들을 수신하여(단계 103) 연료압 센서(23)의 고장 진단 조건을 만족하는 지를 판단한다(단계 105).

여기서, 상기 연료압 센서 고장 진단 조건은 시동키 온 상태, 연료압 센서의 전기적 에러 없고, 연료온도에 설정치 이상이며, 캔 통신 상태가 정상이고, 인젝션 라인이 정상이며, 입출력 신호 라인이 정상이고, 연료 펌프가 정상이며, 엔진 회전수가 기준치 이상이고, 냉각수 온도가 임계치 이상이며, 시동 후 설정 시간 이내이다. 이러한 연료압 센서 고장 진단 조건은 이미 공지된 기술이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

상기 단계(105)를 통해 상기의 연료압 센서(23)의 고장 진단 조건을 만족하는 경우 상기 서브 이씨유(33)는 상기의 연료압 센서(23)의 연료압 신호를 수신하고, 상기 수신된 연료압 신호는 상기 서브 이씨유(33)를 통해 소정 주기로 모니터링하게 되고 모니터링 결과 소정 주기로 입력되는 연료압 신호의 최저치 및 최고치의 차를 연산하며 연산된 연료압 신호의 차를 미리 설정된 기준치와 비교한다(단계 107).

상기 단계(107)의 비교 결과 연료압 신호의 차가 상기의 기준치 이하인 경우 상기 서브 이씨유(33)는 연료압 센서(23)의 이상 신호를 발생하고(111), 타이머(미도시됨)를 통해 설정 시간을 설정하고 설정 시간이 경과되었는 지를 판단한다(113).

상기 단계(113)의 판단 결과 상기의 설정 시간이 경과된 경우 상기 서브 이씨유(33)는 통상적인 림프홈을 통해 비상 운전 모드를 설정한다(단계115). 즉, 림프홈을 통해 설정된 연료 펌프 구동 속도 및 연료 분사량을 통해 엔진을 구동한다.

이어 상기 서브 이씨유(33)는 상기 연료 펌프 구동 속도 및 연료 분사량을 수신하고(117), 수신된 연료 펌프 구동 속도 및 연료 분사량 신호를 기초하여 연료 공급 장치의 고장진단을 실행한다(119).

상기 단계(119)의 고장 진단 결과 연료 공급 장치의 고장이 발생되었는 지를 판단하고(121). 판단 결과 상기의 연료 공급 장치의 고장 발생된 경우 연료 분사량 제어를 통해 엔진을 비상 구동하고(123), 상기 연료 공급 장치의 고장이 발생되지 않은 경우 연료압 센서(23)의 고장으로 판정하여 연료 분사량을 기 설정된 소정치 이하로 제어한다(127).

이 후 상기 서브 이씨유(33)는 상기 이그니션 키가 오프되었는 지를 판단하고(129), 상기 이그니션 키가 오프되지 않은 경우 상기 단계(115)로 진행하고, 이그니션 키가 오프된 경우 본 프로그램을 종료한다.

한편, 상기 서브 이씨유(33)는 상기 단계(109)를 통해 연료압 센서(23)의연료압 차가 상기 기준치 이상인 경우 연료압 센서(23)를 정상으로 판정하여 엔진을 정상으로 구동한다(단계129).

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 엔진 구동 방법은, 연료공급라인의 연료압이 연료압 센서의 고장을 진단하기 위해 소정 주기로 설정 시간 동안 수신되는 연료압의 변화를 모니터링하고 모니터링 결과에 따라 상기 연료압 센서가 저압 고장으로 판정될 때 비상 운전 모드를 통해 엔진을 정상 구동함으로써, 연료압 센서의 이상 발생 시 비상 운전 모드를 통해 엔진을 정상 구동하여 상기의 연료압 센서의 고장으로 인해 불안정한 엔진 구동을 미연에 방지하여 엘피아이 자동차의 안정성을 더욱 향상할 수 있는 효과를 얻는다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료압 센서의 고장 진단 방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다

Claims (4)

1. 서브 이씨유에서 연료압 센서로부터 공급되는 연료압 신호를 기초로 연료압 센서의 고장을 진단하는 엘피아이 차량에 있어서,

   a) 이그니션 키가 온 상태일 때 소정 시간 주기로 연료압 신호를 모니터링하고 모니텅 결과 소정 주기 동안의 연료압 신호의 변화가 기 설정된 기준치 이하일 때 상기의 연료압 센서의 이상 신호를 발생하는 단계;

   b) 상기 a) 단계를 통해 상기 연료압 센서의 이상 신호 발생 후 기 설정된 설정 시간이 경과되었는 지를 판단하고, 상기의 설정 시간이 경과된 경우 림프홈(limp home)을 통해 비상 운전 모드로 설정하여 엔진을 정상 구동하는 단계;

   c) 수신되는 연료 펌프 구동 신호 및 연료 분사량을 기초하여 연료 공급 장치에 대한 고장 진단을 실행하는 단계; 및

   d) 상기 연료 공급 장치에 고장 진단 결과 연료 공급 라인의 이상이 발생되었다고 판단되면, 연료 분사량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 엔진 구동 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 c) 단계를 통해 상기 연료 공급 장치가 정상인 경우 상기 연료압 센서의 고장으로 판정하여 상기 연료 분사량을 기 설정된 소정치 이하로 제어하는 단계를 더 포함한하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 엔진 구동 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 a) 단계는,

   a-1) 상기 수신되는 연료압 신호를 소정 주기로 수신하는 단계;

   a-2) 상기 a-1) 단계의 소정 주기로 수신된 연료압 신호의 최저치와 최고치의 차를 연산하는 단계; 및

   a-3) 상기 연료압 신호의 차를 미리 설정된 기준치와 비교하여 비교 결과 연료압 신호의 차가 기준치 이하인 경우 상기 연료압 센서의 이상 신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 엔진 구동 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 설정 시간은 연료 온도에 따라 설정된 연료압 모델값이 목표 연료압에 도달하는 시간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 엔진 구동 방법.

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