KR100867798B1 - 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법에 관한 것으로, 엔진 컨트롤 유니트에서 연료 공급을 차단한 후, 하이브리드 컨트롤 유니트와의 인터페이스 동작을 수행하여, 아이들 스탑 모드로의 진입 여부를 예측하는 1단계와, 상기 아이들 스탑 모드로의 진입이 예측되면, 연료 차단과 아이들 스탑 모드 사이에 연료 재분사가 실행되지 않도록 제어하는 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 엔진 컨트롤 유니트에서, 하이브리드 차량 컨트롤 유니트와의 인터페이스 동작을 수행하여, 엔진에 연료를 차단 및 재분사하는 연료 차단 및 재분사 동작을 최적화시킴으로써, 하이브리드 차량의 연비 향상과 매연 감소, 그리고 운행의 안전성 등을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
엔진 컨트롤 유니트, 하이브리드 차량 컨트롤 유니트, 연료 차단, 재분사, 아이들 스탑

Description

하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법{Method for controling fuel rewet of hybrid car}
도 1은 본 발명이 적용되는 하이브리드 차량에 대한 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 연료 재분사 제어 로직에 대한 개념도를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 적용으로 인해 개선된 사항을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 엔진 컨트롤 유니트
20 : 하이브리드 차량 컨트롤 유니트
30 : 변속기 컨트롤 유니트
본 발명은, 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 하이브리드 차량에 포함된 엔진 컨트롤 유니트(ECU)에서, 최적의 연료 차단 및 재분사(Fuel Cut & Rewet) 동작을 수행할 수 있도록 하기 위한 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 엔진 컨트롤 유니트(ECU)에 의해 제어되는 가솔린 자동차에서는, 운전자가 액셀 페달을 밟고 고속으로 달리다가 발을 뗄 경우, 운전자의 가속 의지가 더 이상 없는 것으로 판단하여, 엔진의 연료 공급을 차단하게 되는 데, 이를 연료 차단(Fuel Cut)이라고 한다.
또한, 상기와 같이 연료 차단이 계속 지속될 경우, 엔진 시동이 꺼지게 되므로, 이를 방지하기 위해 보통 1500 알피엠(이하, RPM)이 되면, 연료를 다시 공급하게 되는 데, 이를 연료 재분사(Rewet)이라고 하며, 상기 재분사는, 연료 차단으로 인해 차단된 연료를 재분사하는 과정이라 할 수 있다.
한편, 하이브리드(Hybrid) 차량의 경우, 연비 향상을 위해 엔진을 완전히 정지시키는 아이들 스탑(Idle Stop) 모드에 진입하게 되는 데, 이 경우, 연료 차단과 아이들 스탑 사이에는, 연료 공급이 불필요하게 된다.
그러나. 상기 연료 차단 및 재분사 동작 제어하는 엔진 컨트롤 유니트(ECU)와, 상기 아이들 스탑 모드를 제어하는 하이브리드 차량 컨트롤 유니트(HCU)간에는, 연료 차단과 아이들 스탑에 대한 정보를 서로 교환하지 않기 때문에, 상기 엔진 컨트롤 유니트(ECU)에서는, 연료 차단과 아이들 스탑 사이도 연료를 불필요하게 재분사하여, 하이브리드 차량의 연비 악화를 초래하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 예를 들어 연료 차단 및 재분사를 제어하는 하이브리드 차량의 엔진 컨트롤 유니트(ECU)가, 아이들 스탑을 제어하는 하이브리드 컨트롤 유니트(HCU)와의 인터페이스 동작을 통해, 연료 공급이 불필요한 아이들 스탑 모드로의 진입을 예측하여, 연료 차단과 아이들 스탑 사이에 연료를 재분사하는 재분사가 발생하지 않도록 하기 위한 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법은, 엔진 컨트롤 유니트에서 연료 공급을 차단한 후, 하이브리드 컨트롤 유니트와의 인터페이스 동작을 수행하여, 아이들 스탑 모드로의 진입 여부를 예측하는 1단계와, 상기 아이들 스탑 모드로의 진입이 예측되면, 연료 차단과 아이들 스탑 모드 사이에 연료 재분사가 실행되지 않도록 제어하는 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 현재의 엔진 RPM이 기 설정된 연료 차단 RPM을 초과하면서, 연료 차단 판정 조건을 만족하더라도, 하이브리드 컨트롤 유니트에 의한 등판 또는 충전 감지가 수신되면, 연료 공급을 차단하지 않는 단계와, 현재의 엔진 RPM이 기 설정된 연료 차단 RPM을 초과하면서, 연료 차단 판정 조건을 만족한 상태에서, 하이브리드 컨트롤 유니트에 의한 등판 또는 충전 감지가 수신되지 않으면, 연료 공급을 차단하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명이 적용되는 하이브리드 차량에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 엔진을 제어하는 엔진 컨트롤 유니트(ECU)(10)와, 하이브리드 차량을 전체적으로 제어하는 하이브리드 컨트롤 유니트(20), 그리고 무단 변속기(CVT:　Continuously Variable Transmission) 풀리를 제어하는 변속기 컨트롤 유니트(30)가 포함 구성된다.
한편, 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 엔진에 연료를 공급 및 차단하는 연료 차단 및 재분사 동작을 제어하게 되는 데, 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는CVT 풀리비와 냉각 수온을 검출하여, 연료 차단을 위한 연료 차단 RPM을 결정하게 된다.
또한, 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 경사면 등판 또는 충전 중인 경우, 연료 차단을 지연시키게 되며, 상기 하이브리드 컨트롤 유니트(20)와의 인터페이스를 통해, 연료 차단 이후 아이들 스탑 사이에 연료를 재분사하는 불필요한 재분사가 발생하지 않도록 제어하게 된다.
즉, 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 연료 재분사 제어 로직을 이용하여, 연료 차단과 재분사의 판정 조건에 상응하는 최적의 연료 차단 및 재분사 제어 동작을 수행하게 되는 데, 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 상기 하이브리드 차량 컨트롤 유니트(HCU)와의 인터페이스 동작을 수행하여, 연료 차단 및 재분사 절환 시점을 최적화함으로써, 하이브리드 차량의 주요 과제인 연비 절감과 매연 방사(Emission)를 감소시키게 된다.
도 3은, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면으로서, 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 연료 차단과 재분사의 기준 RPM을 설정하게 된다.
예를 들어, 하이브리드 차량은 감속시, CVT 클러치(Clutch)가 해제될 때, 일반 가솔린 차량에 비해 더 큰 RPM 저하(Drop)가 발생하게 되는 데, 이는 감속시 모터를 통한 충전에 의해 생기는 일반 가솔린 엔진보다 더 큰 RPM 저하에 기인하며, 이와 같은 RPM 저하는, 운전성을 저하시키는 원인으로 작용한다.
따라서, 적절한 재분사 RPM을 설정해야 하며, 특히 감속시의 연료 차단에 의한 과도한 연료 차단 RPM 저하 문제를 해결하기 위하여, 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 하이브리드 차량 컨트롤 유니트(20)로부터 CVT 풀리비를 전송받고, 냉각 수온과, 상기 CVT 풀리비를 인자로 하여, 재분사 RPM을 f(냉각 수온, CVT 풀리비)로 설정하게 된다(S10).
또한, 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 상기 재분사 RPM를, 차속과 아이들 여부에 의해 결정된 RPM인 f(차속, 아이들 여부)와 합쳐서, 연료 차단 RPM을 재분사 RPM+f(차속, 아이들 여부)로 설정하게 되는 데(S11), 실제 차량의 RPM과 비교되어 연료 차단 만족(Ready)을 결정하기 위한 중요한 인자로 작용하게 되며, 연료 차단 만족을 위한 또다른 인자는, 연료 차단 조건 판정 함수(완폭 판정/냉각수온/Dash Pot/배기온 입력)에 의한 결정 값이 된다.
그리고, 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 충전 및 등판 시 연료 차단을 방지하기 위하여, 차량의 RPM, 연료 차단 판정조건, 그리고 하이브리드 차량 컨트롤 유니트(HCU)의 명령, 예를 들어 충전 또는 등판에 의해 연료 차단을 금지하는 플래그 등을 판단하게 되는 데, 예를 들어, 현재의 RPM이 연료 차단 RPM을 초과하면서, 연료 차단 판정 조건을 만족하는 경우(S12), 하이브리드 차량 컨트롤 유니트(HCU)에 의한 등판 또는 충전 감지가 수신되는 지를 확인하게 된다.
예를 들어, 상기 확인결과, 하이브리드 차량 컨트롤 유니트(HCU)에 의한 등판 또는 충전 감지가 수신되지 않으면(S13), 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 엔진에 연료 공급을 차단하는 연료 차단을 실행시키고(S14), 만일 현재의 RPM이 연료 차단 RPM을 초과하지 않으면서 연료 차단 판정 조건을 만족하는 경우, 또는, 하이브리드 차량 컨트롤 유니트(HCU)에 의한 등판 또는 충전 감지가 수신되면, 엔진에 연료 공급을 차단하는 연료 차단을 실행시키지 않게 된다.
한편, 상기와 같은 과정을 통해 연료 차단이 실행되고 나면, 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 재분사를 실행시키기 위하여, 현재의 RPM과 재분사 RPM을 비교함과 아울러, 연료 차단 판정 조건 만족 여부를 확인하게 되는 데, 예를 들어, 현재의 RPM이 재분사 RPM 보다 낮으면서 연료 차단 판정 조건을 만족하는 경우(S15), 하이브리드 차량 컨트롤 유니트(HCU)에 의한 아이들 스탑 진입 여부를 예측 확인하게 된다.
예를 들어, 상기 확인결과, 하이브리드 차량 컨트롤 유니트(HCU)에 의한 아이들 스탑 진입이 예측되지 않으면(S16), 상기 엔진 컨트롤 유니트(10)에서는, 엔진에 연료를 재분사하는 재분사를 실행시키고(S17), 만일, 현재의 RPM이 재분사 RPM 보다 낮지 않으면서 연료 차단 판정 조건을 만족하지 않는 경우, 또는, 하이브리드 차량 컨트롤 유니트(HCU)에 의한 아이들 스탑 진입이 예측되면, 엔진에 연료를 재분사하는 재분사를 실행시키지 않게 된다.
따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명이 적용된 하이브리드 차량의 경우, 연료 차단과 아이들 스탑이 예측되는 부분에서, 연료를 재분사하는 재분사를 실행시키지 않게 되므로, 불필요한 연료 소모를 방지하고, 매연 방사(Emission)를 감소시킬 수 있게 된다.
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 가진자라면 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, 엔진 컨트롤 유니트에서, 하이브리드 차량 컨트롤 유니트와의 인터페이스 동작을 수행하여, 엔진에 연료를 차단 및 재분사하는 연료 차단 및 재분사 동작을 최적화시킴으로써, 하이브리드 차량의 연비 향상과 매연 감소, 그리고 운행의 안전성 등을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 엔진 컨트롤 유니트에서 연료 공급을 차단한 후, 하이브리드 컨트롤 유니트와의 인터페이스 동작을 수행하여, 아이들 스탑 모드로의 진입 여부를 예측하는 1단계와,
    상기 아이들 스탑 모드로의 진입이 예측되면, 연료 차단과 아이들 스탑 모드 사이에 연료 재분사가 실행되지 않도록 제어하는 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    현재의 엔진 알피엠(RPM)이 기 설정된 연료 차단 알피엠을 초과하면서, 연료 차단 판정 조건을 만족하더라도, 하이브리드 컨트롤 유니트에 의한 등판 또는 충전 감지가 수신되면, 연료 공급을 차단하지 않는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    현재의 엔진 알피엠이 기 설정된 연료 차단 알피엠을 초과하면서, 연료 차단 판정 조건을 만족한 상태에서, 하이브리드 컨트롤 유니트에 의한 등판 또는 충전 감지가 수신되지 않으면, 연료 공급을 차단하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2단계는, 현재의 엔진 알피엠이 기 설정된 재분사 알피엠 보다 낮으면서, 연료 차단 판정 조건을 만족하더라도, 상기 아이들 스탑 모드로의 진입이 예측되면, 연료 차단과 아이들 스탑 모드 사이에 연료 재분사가 실행되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 컨트롤 유니트로부터 무단 변속기 풀리비를 전송받아, 상기 무단 변속기 풀리비와 냉각 수온을 인자로 하여 재분사 알피엠을 설정하는 단계와;
    상기 재분사 알피엠에 차속과 아이들 여부를 인자로 하여 결정된 현재의 알피엠을 합쳐서 연료 차단 알피엠을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 재분사 제어방법.
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