KR100986519B1 - 엘피아이 차량의 시동성 개선방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘피아이 차량의 시동성 개선 방법에 관한 것으로, 시동오프 시점부터 카운터에 의해 카운트된 시간(소우킹 타임)을 이용하여 PCD 재시동 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와, PCD 재시동 조건을 만족하면 시동 대기 유도 램프를 소등시키고, 엔진 크랭킹에 따라 연료 분사를 개시하는 단계와, PCD 재시동 조건을 만족하지 않으면 PCD 예비조건과 PCD 소우킹 타임 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와, PCD 예비조건과 PCD 소우킹 타임 조건을 모두 만족하면 미리 설정되어 있는 최소시간을 초과할때까지 상기 램프를 점등상태로 유지시킨 후 연료압이 목표치에 도달하면 상기 램프를 소등시키고, 엔진 크랭킹에 따라 연료분사를 개시하는 단계와, 상기 PCD 예비조건 또는 PCD 소우킹 타임 조건을 만족하지 않으면 상기 최소시간을 초과할때까지 상기 램프의 점등상태를 유지하지 않고 연료압이 목표치에 도달하면 상기 램프를 소등시키고, 엔진 크랭킹에 따라 연료분사를 개시하는 단계와, 시동 완료시 상기 카운터의 카운트 동작을 중지하는 단계와, 시동 오프시 상기 카운터의 카운트값을 리셋하고 카운트 동작을 시작시키는 단계를 포함하여 구성되어, PCD 시동 여부 판단 조건중의 하나로서 시동오프 시점부터 카운트된 시간을 추가함으로써, 보다 정확한 PCD 시동 여부 판단에 의한 엔진 재시동 성능의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

엘피아이 차량의 시동성 개선방법 {Starting ability improving method in a LPI vehicle}

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 시동성 개선방법의 순서도이다.

본 발명은 엘피아이(LPI, Liquefied Petroleum Injection) 차량에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 PCD(Partial Cool Down) 시동시의 시동성을 향상시키기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액화 석유 가스(LPG)를 연료로 사용하는 차량은 연료탱크로부터 공급되는 액화 석유 가스가 베이퍼라이저(vaporizer)와 믹서(mixer)를 거치면서 기체 상태로 엔진에 공급되는 구조로 되어 있다. 그러나, 상기한 바와 같은 타입은 출력성능, 연비, 저온 시동성, 배기가스 등에서 많은 문제점을 가지고 있어, 최근에는 LPI(Liquefied Petroleum Injection) 엔진 차량이 개발되어 사용되고 있다.

상기한 LPI 엔진 차량은 연료탱크에 내장된 연료 펌프를 사용하여 액상의 LPG 연료를 연료라인을 통하여 압송한 후 인젝터로 보내고 인젝터가 연료를 액체 상태로 엔진에 분사하도록 되어 있어 LPG 차량과 대비하여 출력성능, 연비, 저온 시동성, 배기가스 등에서 우수하다.

그러나, 상기와 같은 LPG는 액상에서 기상으로 변하게 되면 부피가 250배로 증가하기 때문에, 핫(Hot) 조건 주행 엔진 정지 상태에서 20 ~ 30분 경과후 (PCD 상태) 시동시에는 연료라인내 LPG가 기상상태로 변화됨에 의하여 연료부족에 의해 시동성이 악화되거나 시동이 걸렸다가 꺼지는 엔진 스톨 현상이 발생할 수 있다.

따라서, PCD 시동시에는 먼저 연료펌프를 작동시켜서 엔진룸 내부 연료를 충분히 액화시킨후 연료를 분사시켜야 시동성을 확보할 수 있는데, 이와 같은 목적을 위한 연료 펌프 작동은 운전석 클러스터내에 설치된 시동 대기 유도 램프의 점등시간(예를 들어, 2.0 ~ 3.5초) 동안 행하게 되며, 이 기간 중에 엔진 크랭킹이 이루어지더라도 연료분사를 수행하지 않는다.

이때, 상기와 같은 PCD 시동 여부를 판단하기 위한 구체적인 조건으로서, 연료라인 온도와 냉각수온 그리고 전단계 운전사이클 시동 off시 연료온도와 현 IG ON시 연료온도 차이를 포함하는 여러 가지 조건들이 복합적으로 사용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 연료라인의 온도 조건은, 시동 오프 전의 운전조건(고부하 운전 또는 아이들 방치)과 주차조건에 따라 PCD 시동이라고 판단되기도 하고 그렇지 않기도 한다.

즉, 고속 고부하 운전후 시동이 오프된 경우, 연료라인의 온도는 봄베와 비슷한, 낮은 상태에서부터 증가하게 되어 결국 온도의 상승속도가 매우 빠르게 됨으로써 실제로 기상화가 충분히 진행되기도 전에 PCD 상태라고 판정이 될 수 있다.

그리고, 아이들로 오랫동안 방치한 경우는 엔진 작동중 미리 연료라인의 온도가 상승된 상태에서 추가로 상승하게 되어 기상화가 충분히 진행된 상태에서도 PCD 상태로 인식되지 않을 수 있다.

또한, 주차조건(땡볕, 그늘, 실내)에 따라서 엔진룸의 온도가 달라지게 되어 연료라인 온도의 증가속도도 달라지는 문제점을 갖게 되고, 시동 오프후 짧은 시간후(예를 들어, 2분 이내) 재시동하는 경우와 같이 연료라인내 기상화 진행전 상태에서도 목표압 도달 여부를 확인한 후에야 시동이 가능하게 되기 때문에 불필요하게 시동 대기 시간을 길게 유지해야 하는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, PCD(LPG가 기상 및 액상으로 혼재하는 상태) 시동 여부 판단 조건중의 하나로서 시동오프 시점부터 카운트된 시간(소우킹 타임; soaking time)을 추가함으로써, 보다 정확한 PCD 시동 여부 판단에 의한 엔진 재시동 성능의 향상을 도모할 수 있는 엘피아이 차량의 시동성 개선 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘피아이 차량의 시동성 개선 방법은, 운전자가 이그니션 "온"함에 따라 연료펌프를 작동시키는 단계와, 시동 대기 유도 램프를 점등시키는 단계와, 프로판 함량 및 연료 온도에 따라 연료펌 프 작동속도를 결정하는 단계와, 시동오프 시점부터 카운터에 의해 카운트된 시간(소우킹 타임)을 이용하여 PCD 재시동 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와, PCD 재시동 조건을 만족하면 상기 램프를 소등시키고, 엔진 크랭킹에 따라 연료 분사를 개시하는 단계와, PCD 재시동 조건을 만족하지 않으면 PCD 예비조건을 만족하는지를 판단하는 단계와, PCD 예비조건을 만족하면 PCD 소우킹 타임 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와, PCD 소우킹 타임 조건을 만족하면 미리 설정되어 있는 최소시간을 초과할때까지 상기 램프를 점등상태로 유지시킨 후 연료압이 목표치에 도달하면 상기 램프를 소등시키고, 엔진 크랭킹에 따라 연료분사를 개시하는 단계와, 상기 PCD 예비조건을 만족하지 않거나 PCD 소우킹 타임 조건을 만족하지 않으면 상기 최소시간을 초과할때까지 상기 램프의 점등상태를 유지하지 않고 연료압이 목표치에 도달하면 상기 램프를 소등시키고, 엔진 크랭킹에 따라 연료분사를 개시하는 단계와, 시동 완료시 상기 카운터의 카운트 동작을 중지하는 단계와, 시동 오프시 상기 카운터의 카운트값을 리셋하고 카운트 동작을 시작시키는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 PCD 재시동 조건의 만족 여부는, 상기 소우킹 타임이 제1기준시간 보다 작고, 현재 연료온도와 이전 운전사이클의 시동 off시 연료온도의 차가 프로판 함량에 따라 결정되는 제1기준온도 보다 작으면, PCD 재시동 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 PCD 예비조건의 만족 여부는, 냉각수온이 미리 설정되어 있는 범위내에 있고, 흡기온이 기준값 보다 높으며, 현재 연료온도와 이전 운전사이클의 시동 off 시 연료온도의 차가 프로판 함량에 따라 결정되는 제2기준온도 보다 크면, PCD 예비조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 PCD 소우킹 타임 조건의 만족 여부는, 상기 소우킹 타임이 미리 설정되어 있는 제2기준시간 보다 크면, PCD 소우킹 타임 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 시동성 개선방법의 순서도이다. 상기 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 시동성 개선 방법은, 단계(S1)에서 운전자가 이그니션 "온"함에 따라 제어유니트가 연료펌프를 작동시킨다.

이어서, 단계(S2)에서는 제어유니트가 시동 대기 유도 램프를 점등시키고, 이어서, 단계(S3)에서는 프로판 함량 및 연료 온도에 따라 연료펌프 작동속도를 결정한다. 즉, 연료조건에 따라 펌프 속도를 결정하는 것이다.

이어서, 단계(S4)에서는 시동오프 시점부터 카운터에 의해 카운트된 시간(소우킹 타임)을 이용하여 PCD 재시동 조건을 만족하는지를 판단하여, PCD 재시동 조건을 만족하면 단계(S10)를 수행하고, PCD 재시동 조건을 만족하지 않으면 단계(S5)를 수행한다.

이때, 상기 PCD 재시동 조건의 만족 여부는, 상기 소우킹 타임이 제1기준시 간(바람직하게는 2분) 보다 작고, 현재 연료온도와 이전 사이클의 연료온도의 차가 프로판 함량에 따라 결정되는 제1기준온도(바람직하게는 5℃) 보다 작으면, PCD 재시동 조건을 만족하는 것으로 판단한다.

상기 단계(S5)에서는 제어유니트가 PCD 예비조건을 만족하는지를 판단하여 PCD 예비조건을 만족하면 단계(S6)를 수행하고, PCD 예비조건을 만족하지 않으면 단계(S8)를 수행한다.

이때, 상기 PCD 예비조건의 만족 여부는, 냉각수온이 미리 설정되어 있는 범위(바람지하게는, 60 ~ 120℃)내에 있고, 흡기온이 기준값(바람직하게는, 35℃) 보다 높으며, 현재 연료온도와 이전 사이클의 연료온도의 차가 프로판 함량에 따라 결정되는 제2기준온도(바람직하게는, 12 ~ 15℃) 보다 크면, PCD 예비조건을 만족하는 것으로 판단한다.

상기 단계(S6)에서는 PCD 소우킹 타임 조건을 만족하는지를 판단하여 PCD 소우킹 타임 조건을 만족하면 단계(S7)를 수행하고, PCD 소우킹 타임 조건을 만족하지 않으면 단계(S8)를 수행한다.

이때, 상기 PCD 소우킹 타임 조건의 만족 여부는, 상기 소우킹 타임이 미리 설정되어 있는 제2기준시간(바람직하게는, 15분) 보다 크면, PCD 소우킹 타임 조건을 만족하는 것으로 판단한다.

상기 단계(S7)에서는 상기 시동 대기 유도 램프가 점등된 상태로 유지된 시간이 미리 설정되어 있는 최소시간(바람직하게는 2.0 ~ 3.5초)을 초과하였는지를 판단하여 상기 최소시간을 초과하였으면 단계(S8)를 수행한다. 이때, 상기 최소시 간은 프로판 함량과 연료온도에 따라 결정된다.

상기 단계(S8)에서는 연료압이 목표치에 도달하였는지를 판단하여 연료압이 목표치에 도달하지 않았으면 단계(S9)를 수행하고 연료압이 목표치에 도달하였으면 단계(S10)를 수행한다. 이때, 상기 목표압은 연료조성과 연료라인의 온도로부터 설정된 포화증기압에 의해 결정될 수 있는데, 특히 시동시에는 인젝터 내부 온도를 기준으로 목표압을 설정하는 것이 바람직하다.

상기 단계(S9)에서는 상기 시동 대기 유도 램프가 점등된 상태로 유지된 시간이 미리 설정되어 있는 최대시간(바람직하게는, 최소시간 + O.5초)을 초과하였는지를 판단하여 상기 최대시간을 초과하지 않았으면 상기 단계(S8)를 반복 수행하고 최대시간을 초과하였으면 단계(S10)를 수행한다.

상기 단계(S10)에서는 상기 시동 대기 유도 램프를 소등시키고, 이어서 단계(S11)에서는 목표압 도달후 일정시간이 경과하였는가를 판단하여 일정시간을 경과하였으면 단계(S12)를 수행하고, 일정시간을 경과하지 않았으면 단계(S13)를 수행한다.

상기 단계(S12)에서는 연료펌프를 미리 설정되어 있는 최소속도로 제어하고, 상기 단계(S13)에서는 연료펌프를 기존 속도로 유지시킨다.

즉, 목표압 만족 후 일정시간 지연후에 펌프를 감속시킴으로써, 시동시 저속에서 고속으로 재가속됨에 의한 펌프소음 및 배터리 방전을 방지하는 것이다.

이어서, 단계(S14)에서는 엔진 크랭킹이 되었는가를 판단하여 엔진크랭킹이 되었으면 단계(S15)를 수행하고 그렇지 않으면 단계(S23)를 수행한다.

상기 단계(S15)에서는 시동을 위해 펌프를 고속으로 작동시키고, 이어서 단계(S16)에서는 인젝터가 연료분사를 수행한다.

이어서, 단계(S17)에서는 시동이 완료되었는지 예를 들어, 엔진 알피엠이 시동 목표 알피엠(바람직하게는 600rpm)에 이상인지를 판단하여 시동이 완료되지 않았으면 상기 단계(S16)를 반복하고, 시동이 완료되었으면 단계(S18)를 수행한다.

상기 단계(S18)에서는 카운터의 카운트 동작을 중지시킨다. 즉, 소오킹 타임(soaking time)이 홀드되는 것이다.

이어서, 단계(S19)에서는 연료펌프의 속도가 엔진알피엠과 부하에 따라 결정되도록 제어되고, 이어서 단계(S20)에서는 엔진이 정지되었는가를 판단하여 엔진이 정지되었으면 단계(S21)를 수행하고, 그렇지 않으면 상기 단계(S20)를 반복 수행한다.

상기 단계(S21)에서는 연료펌프를 정지시키고, 이어서 단계(S22)에서는 카운터의 카운트값을 리셋하고 카운트 동작을 시작한다.

한편, 상기 단계(S23)에서는 이그니션 오프상태인가를 판단하여 이그니션오프 상태이면 단계(S24)을 수행하고 그렇지 않으면 단계(S25)를 수행한다.

상기 단계(S24)에서는 연료펌프를 정지시키고, 상기 단계(S25)에서는 이그니션 "온"됨과 동시에 작동하는 타이머를 이용하여 미리 설정되어 있는 연료펌프의 최대 구동시간이 경과하였는지를 판단하고, 최대 구동시간을 경과하였으면 단계(S26)를 수행하고 최대 구동시간을 경과하지 않았으면 단계(S26)를 수행한다.

상기 단계(S27)에서는 카운터의 카운팅 동작을 지속시키고 상기 단계(S11)를 반복 수행한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, PCD 시동 여부 판단 조건중의 하나로서 시동오프 시점부터 카운트된 시간을 추가함으로써, 보다 정확한 PCD 시동 여부 판단에 의한 엔진 재시동 성능의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 운전자가 이그니션 "온"함에 따라 연료펌프를 작동시키는 단계와, 시동 대기 유도 램프를 점등시키는 단계와, 프로판 함량 및 연료 온도에 따라 연료펌프 작동속도를 결정하는 단계와, 시동오프 시점부터 카운터에 의해 카운트된 시간(소우킹 타임)을 이용하여 PCD 재시동 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와, PCD 재시동 조건을 만족하면 상기 램프를 소등시키고, 엔진 크랭킹에 따라 연료 분사를 개시하는 단계와, PCD 재시동 조건을 만족하지 않으면 PCD 예비조건을 만족하는지를 판단하는 단계와, PCD 예비조건을 만족하면 PCD 소우킹 타임 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와, PCD 소우킹 타임 조건을 만족하면 미리 설정되어 있는 최소시간을 초과할때까지 상기 램프를 점등상태로 유지시킨 후 연료압이 목표치에 도달하면 상기 램프를 소등시키고, 엔진 크랭킹에 따라 연료분사를 개시하는 단계와, 상기 PCD 예비조건을 만족하지 않거나 PCD 소우킹 타임 조건을 만족하지 않으면 상기 최소시간을 초과할때까지 상기 램프의 점등상태를 유지하지 않고 연료압이 목표치에 도달하면 상기 램프를 소등시키고, 엔진 크랭킹에 따라 연료분사를 개시하는 단계와, 시동 완료시 상기 카운터의 카운트 동작을 중지하는 단계와, 시동 오프시 상기 카운터의 카운트값을 리셋하고 카운트 동작을 시작시키는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 시동성 개선 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 PCD 재시동 조건의 만족 여부는, 상기 소우킹 타임 이 제1기준시간 보다 작고, 현재 연료온도와 이전 운전사이클의 시동 off시 연료온도의 차가 프로판 함량에 따라 결정되는 제1기준온도 보다 작으면, PCD 재시동 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 시동성 개선 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 PCD 예비조건의 만족 여부는, 냉각수온이 미리 설정되어 있는 범위내에 있고, 흡기온이 기준값 보다 높으며, 현재 연료온도와 이전 운전사이클의 시동 off시 연료온도의 차가 프로판 함량에 따라 결정되는 제2기준온도 보다 크면, PCD 예비조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 시동성 개선 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 PCD 소우킹 타임 조건의 만족 여부는, 상기 소우킹 타임이 미리 설정되어 있는 제2기준시간 보다 크면, PCD 소우킹 타임 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 시동성 개선 방법.

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