KR101065110B1 - 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법 - Google Patents

Abstract

모터 및 가솔린 연료 중 하나 이상으로 주행하는 하이브리드 차량에 있어서 엔진 공회전 시 연료 탱크의 누설을 진단하는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, 모터와 가솔린 연료 중 하나 이상으로 주행하는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법에 있어서, a) 외부로부터 공급되는 다수의 정보들을 수신하여 연료 누설 진단 조건을 만족하는 경우 차속 정보를 수신하여 차속이 기 설정된 소정치(10 km/h) 이하 인 지를 판단하는 단계; b) 상기 차속이 기 설정된 소정치 이하인 경우 모터의 구동으로 엔진 회전수를 기 설정된 임계치 이상으로 구동한 후 연료 탱크의 누설 진단을 실행하는 단계; c) 상기 연료 누설 진단이 종료 되었는지를 판단하고 판단 결과 상기 연료 누설 진단이 종료된 경우 연료 분사 및 점화를 정지한 후 목표 엔진 회전수를 설정한 후 상기 모터의 구동력 제어를 통해 엔진 정지 모드를 실행하는 단계를 포함한다.

하이브리드 자동차, 연료 탱크, 연료 누설, 엔진 회전수, 엔진 구동, 모터

Description

하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법{METHOD FOR DIAGNOSING LEAKAGE OF FUEL TANK OF HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량 연료 누설 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 엔진 구동 후 연료 누설 진단 실행하고 연료 누설 진단 종료 후 모터의 구동력 제어로 엔진을 정지할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 하이브리드 차량이라고 함은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량의 주행상태에 따라 어느 한편의 동력을 이용하여 구동하는 방식의 전기 자동차를 의미한다.

그리고, 상기와 같은 하이브리드 차량은 대개 차량이 출발하여 일정속도 도달 전까지는 배터리의 동력을 이용해 서 구동모터로 구동하고, 정속 주행 시는 엔진의 동력으로 구동하며, 최고 속도로 가속 시는 엔진과 배터리의 동력을 함께 이용하여 구동하는 방식을 채택하고 있다.

이에 따라 가솔린 또는 디젤 등과 같은 화석 연료의 사용을 최소화함으로써, 연비 향상에 큰 도움이 되며, 이로 인해 배기 가스 배출의 최소화하여 대기오염을 줄일 수 있는 바, 최근 활발한 연구가 이루어지고 있음은 물론 선진국에서는 이미 양산되어 판매되고 있다.

이러한 하이브리드 차량의 경우에도 상기 연료탱크에 저장된 연료의 휘발성의 정도에 따라 달라지기는 하겠으나 시간이 경과함에 따라 증발함으로써 증발가스를 배출하게 되고, 이러한 증발가스가 외기로 배출되는 경우에는, 연료의 낭비뿐만 아니라 연소되지 않은 가스의 배출로 인한 공해가 발생될 수 있다.

따라서 하이브리드 자동차는 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 엔진에 공급하는 증발가스 제어 시스템을 구비하고 있으며, 이러한 증발가스 제어 시스템은 자동차의 연료를 저장하는 연료탱크, 상기 연료탱크와 관로로 연결되어 상기 연료탱크에서 발생된 증발가스를 포집하는 증발가스 포집기, 및 상기 증발가스 포집기의 증발가스를 상기 자동차의 엔진에 공급하는 공급 관로를 포함한다.

그런데, 이러한 증발가스 제어 시스템에 누설(leakage)이 생기는 경우에는 증발가스에 의한 공해를 막을 수 없으므로, 자동차 제조사는 상기 증발가스 제어 시스템의 누설을 검출하는 방법을 강구하고 있다.

그 일 예로 통상적인 하이브리드 차량의 경우 정차 중 연비 개선 및 배기 가스 감소를 위해 엔진이 정지되고, 엔진 정지 시 연료 탱크의 증발 가스를 포집하는 캐니스터 내의 연료 가스를 연소할 수 없으므로, 하이브리드 차량의 경우 엔진 정지 중 연료 탱크의 누설진단을 실행할 수 없었다. 이 경우, 주행 중 연료 누설을 수행하거나 차량이 장시간 주차된 경우 냉각 효과를 이용하여 연료 탱크의 누설 진단을 실행하였다. 따라서, 하이브리드 자동차의 정차 중 연료 탱크의 누설 진단을 실행할 수 있도록 로직이 필요하였다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하이브리드 차량의 정차 중 연료 탱크의 누설 진단을 위해 모터의 구동력으로 엔진을 구동한 후 연료 탱크의 누설 진단 종료 후 모터의 구동력 제어를 통해 엔진을 정지시킴으로써, 하이브리드 차량의 정차 또는 주행 중에도 연료 누설 진단을 실행하여 연료 탱크의 증발 가스 누설로 인한 유해한 가스의 배출을 방지하여 환경 오염을 방지할 수 있는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법을 제공하고자 함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 수단은,

모터와 가솔린 연료 중 하나 이상으로 주행하는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법에 있어서,

a) 외부로부터 공급되는 배터리 전압, 람다 제어를 통해 엔진 연소 중 임을 나타내는 정보, 대기압, 캐니스터 내의 잔여 가스량, 냉각수 온도, 대기 온도, 연료 탱크의 연료량, 퍼지 가스량, 및 차속 센서 및 퍼지 밸브 등의 각 종 전장품에 대한 진단 결과 정보를 포함하는 다수의 정보들을 수신하여 연료 누설 진단 조건을 만족하는 경우 차속 정보를 수신하여 차속이 기 설정된 소정치(10 km/h) 이하인 지를 판단하는 단계;

b) 상기 차속이 기 설정된 소정치 이하인 경우 모터의 구동으로 엔진 회전수를 기 설정된 임계치 이상으로 구동한 후 연료 탱크의 누설 진단을 실행하는 단계;

c) 상기 연료 누설 진단이 종료 되었는지를 판단하고 판단 결과 상기 연료 누설 진단이 종료된 경우 연료 분사 및 점화를 정지한 후 목표 엔진 회전수를 설정한 후 상기 모터의 구동력 제어를 통해 엔진 정지 모드를 실행하는 단계를 포함하 고,

상기 c)단계는,

상기 엔진 정지 모드에서 발생하는 모터 진동을 최소로 줄이기 위해 엔진 회전수에 대한 모델링 값이 존재하는 경우 모델링 값으로 엔진 회전수의 감소율을 예측하여 예측된 결과값으로 모터의 구동력을 제어하여 현재 엔진 회전수를 상기 목표 엔진 회전수로 감소하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 c) 단계에서의 상기 목표 엔진 회전수는 수신된 현재 엔진 회전수의 80%를 감소한 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 c) 단계에서 엔진 회전수에 대한 모델링 값이 없는 경우 엔진 정지 시 발생하는 모터의 진동을 최소로 줄이기 하기 위한 소정 시간을 설정하고, 상기 소정 시간 동안 모터를 구동하여 현재 엔진 회전수를 상기 목표 엔진 회전수로 감소하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 방법은, 상기 c) 단계에서 연료 누설 진단이 종료되지 아니한 경우 차량이 정지된 상태인 지를 판단하고, 차량 정지 상태가 아닌 경우 차속의 증가율이 미리 정해진 설정 값 이하인 지를 판단하여, 상기 차속의 증가율이 상기 설정 값 이하가 아닌 경우 연료 누설 진단을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그에 더하여 상기 방법은, 상기 b) 단계에서, 연료 누설 진단에 따른 엔진 구동 시 연료 누설 진단 중임을 표시하는 단계를 더 포함하고,

그에 더하여, 상기 방법은, 상기 c) 단계에서, 연료 누설 종료 후 연료 누설 진단 결과를 운전자에게 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 연료 누설 진단을 위해 현재 차속이 소정치 이하인 경우 모터의 구동력으로 엔진 회전수를 임계치 이상으로 구동한 후 연료 누설 진단을 실행하고 연료 누설 진단 종료 후 모터의 구동력 제어로 인한 진동을 최소로 줄이기 위해 엔진 회전수에 대한 모델링 값 및 엔진 회전수에 대한 시간 정보를 하나를 통해 현재 엔진 회전수를 정해진 목표 엔진 회전수로 감소함으로써, 차량의 정차 또는 주행 중에도 연료 누설 진단을 실행하여 연료 탱크의 증발 가스 누설로 인한 유해한 가스의 배출을 방지하여 환경 오염을 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 자동차의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 엔진 제어 유닛의 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 과정을 보인 흐름도이다. 본 발명이 적용되는 자동차는, 도 1에 도시된 바와 같이, 차속 정보를 수신하는 차속 센서(11)와, 외부로부터 공급되는 다수의 정보들을 수신하여 연료 누설 진단 조건을 만족하고 상기 차속 센서(11)의 차속이 미리 정해진 소정치(10 km/h) 이하인 경우 엔진을 구동하여 연료 누설 진단 실행 후 연료 누설 종료 시 엔진 정지 모드를 실행하는 엔진 제어 유닛(13)과, 상기 엔진 제어 유닛(13)의 제어에 따라 회전하여 엔진을 구동시키는 모터(15)를 포함한다.

여기서, 상기 연료 누설 진단 조건은, 배터리 전압이 10V 이상 16 V 이하이고, 람다 제어를 통해 엔진 연소 중이며, 대기압이 750 hPa이상이고, 캐니스터 내의 잔여 가스가 총 가스량 중 0.38% 이하이며, 냉각수 온도가 50℃ 이상 142℃ 이하이고, 대기 온도가 -8 ℃ 이상 62℃ 이하이며, 연료 레벨이 총 연료 탱크의 연료량 중 80% 이하이고, 퍼지 가스량을 통해 퍼지가 충분히 실행되었으며, 연료탱크 내의 증발 가스 압력이 -11 hPa 이상 4 hPa 이하이고, 차속 센서, 퍼지 밸브 등의 각 종 전장품에 대한 진단 결과 정상인 경우이다.

본 발명의 실시 예에서 상기 엔진 제어 유닛(13)은 차속이 미리 정해진 소정치인 경우 모터(15)의 구동력을 엔진 회전수를 임계치 이상으로 상승시킨 후 연료 탱크의 누설 진단을 실행하고, 이어 연료 탱크의 누설 진단 종료 후 급격한 엔진 회전수 저하로 인한 진동을 방지하기 위해 상기 모터(15)의 구동력을 모델링 값 또는 소정 시간을 근거로 제어하여 현재 엔진 회전수를 목표 엔진 회전수로 감소시켜 엔진 정지 모드를 실행하도록 구비된다.

여기서, 상기 목표 엔진 회전수는, 현재 엔진 회전수의 80%로 설정된다.

상기한 구성에 의한, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 과정을 첨부된 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 엔진 제어 유닛(13)은 단계(101)를 통해 외부로부터 공급되는 다수의 정보를 수신하고 단계(103)를 통해 상기 수신된 다수의 정보를 근거로 연료 누설 진단 조건을 만족하는 지를 판단한다.

이어 상기 엔진 제어 유닛(13)은 단계(105)를 통해 차속 센서(11)로부터 공급되는 차속 정보를 수신하고 단계(107)로 진행한다. 상기 단계(107)에서, 상기 차속 정보가 미리 정해진 소정치(10 km/h)이하인 지를 판단하고, 상기 단계(107)의 판단 결과 차속 정보가 상기의 소정치 이하인 경우 단계(109)를 통해 모터(15)를 구동하여 엔진을 구동한 후 연료 누설 진단 중임을 표시한다.

상기 엔진 제어 유닛(13)은 단계(111)를 통해 연료 탱크의 연료 누설 진단을 실행하고, 단계(113)를 통해 연료 탱크의 연료 누설 진단이 종료 되었는지를 판단하고, 판단 결과 연료 탱크의 누설 진단이 완료된 경우 연료 누설 진단 결과를 표시한 후 연료 분사를 중지한다(단계 115).

이 후 상기 엔진 제어 유닛(13)은 단계(117)를 통해 점화 제어를 통해 엔진 회전수를 감소하기 위해 목표 엔진 회전수를 설정한 후 단계(119)로 진행한다. 여기서, 상기 목표 엔진 회전수는 현재 엔진 회전수의 80%를 감소한 엔진 회전수의 20%로 설정된다.

상기 단계(119)에서는 상기 엔진 제어 유닛(13)에 점화 제어를 통한 엔진 회전수 감소에 대응되는 모델링 값이 존재하는 지를 판단하고, 판단 결과 모델링 값이 존재하는 경우 단계(121)를 통해 상기 모델링 값으로 엔진 회전수의 감소율을 예측한다.

또한 상기 엔진 제어 유닛(13)의 단계(123)를 통해 모터의 구동력 제어로 에진 회전수를 목표 엔진 회전수로 감소한 후 단계(125)로 진행하고, 상기 단계(125)를 통해 엔진 정지된다.

이어 상기 엔진 제어 유닛(13)은 단계(127)를 통해 운전자의 주행 요청이 있 었는 지를 판단하고 판단 결과 운전자의 주행 요청이 있는 겨우 단계(129)를 통해 엔진 구동한다.

한편, 상기 단계(119)에서 모델링 값이 존재하지 아니한 경우 엔진 제어 유닛(13)은 단계(131)를 통해 급격한 엔진 정지로 발생하는 진동을 최소로 줄이기 위한 소정 시간을 설정하고, 단계(133)를 통해 상기 소정 시간 동안 현재 엔진 회전수를 목표 엔진 회전수로 감소한 후 상기 단계(127)로 진행한다.

또한, 상기 엔진 제어 유닛(13)은 단계(113)에서 연료 누설 진단이 종료되지 아니한 경우 단계(141)로 진행하고, 상기 단계(141)에서 차속이 제2 소정치(1km/h) 이하인 지를 판단하고 판단 결과 차속이 상기의 제2 소정치 이하인 경우 상기 단계(109)로 진행한다.

이때 상기 단계(141)에서, 차속이 상기 제2 소정치 이하가 아닌 경우 상기 엔진 제어 유닛(13)은 단계(143)으로 진행하고 상기 단계(143)은 차속 증가율이 설정 값 이하인 지를 판단하고, 상기 차속 증가율이 상기 설정 값 이하가 아닌 경우 연료 누설 진단을 종료한 후 상기 단계(127)로 진행한다.

한편, 상기 단계(143)에서 차속 증가율이 상기 설정 값 이하인 경우 상기 단계(109)로 진행한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 연료 누설 진단을 위해 현재 차속이 소정치 이하인 경우 모터의 구동력으로 엔진 회전수를 임계치 이상으로 구동한 후 연료 누설 진단을 실행하고 연료 누설 진단 종료 후 모터의 구동력 제어로 인한 진동을 최소로 줄이기 위해 엔진 회전수에 대한 모델링 값 및 엔진 회전수에 대한 시간 정보를 하나를 통해 현재 엔진 회전수를 정해진 목표 엔진 회전수로 감소함으로써, 차량의 정차 또는 주행 중에도 연료 누설 진단을 실행하여 연료 탱크의 연료 누설로 인한 유해한 가스 배출을 방지하여 환경 오염을 방지할 수 있고, 따라서 제품의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 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.

도 1은 본 발명이 적용되는 자동차의 구성을 보인 도이다.

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 과정을 보인 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 차속 센서

13 : 엔진 제어 유닛

15 : 모터

Claims (7)

1. 모터와 가솔린 연료 중 하나 이상으로 주행하는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법에 있어서,

   a) 외부로부터 공급되는 배터리 전압, 람다 제어를 통해 엔진 연소 중임을 나타내는 정보, 대기압, 캐니스터 내의 잔여 가스량, 냉각수 온도, 대기 온도, 연료 탱크의 연료량, 퍼지 가스량, 연료탱크 내의 증발 가스 압력, 차속 센서 및 퍼지 밸브 등의 각 종 전장품에 대한 진단 결과 정보를 포함하는 다수의 정보들을 수신하여 연료 누설 진단 조건을 만족하는 경우 차속 정보를 수신하여 차속이 기 설정된 소정치(10 km/h)이하 인 지를 판단하는 단계;

   b) 상기 차속이 기 설정된 소정치 이하인 경우 모터의 구동으로 엔진 회전수를 기 설정된 임계치 이상으로 구동한 후 연료 탱크의 누설 진단을 실행하는 단계;

   c) 상기 연료 누설 진단이 종료 되었는지를 판단하고 판단 결과 상기 연료 누설 진단이 종료된 경우 연료 분사 및 점화를 정지한 후 목표 엔진 회전수를 설정한 후 상기 모터의 구동력 제어를 통해 엔진 정지 모드를 실행하는 단계를 포함하되,

   상기 c) 단계는, 상기 엔진 정지 모드에서 발생하는 모터 진동을 최소로 줄이기 위해 엔진 회전수에 대한 모델링 값이 존재하는 경우 모델링 값으로 엔진 회전수의 감소율을 예측하여 예측된 결과값으로 모터의 구동력을 제어하여 현재 엔진 회전수를 상기 목표 엔진 회전수로 감소하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법.
2. 삭제
3. 청구항 1항에 있어서, 상기 c) 단계의 상기 목표 엔진 회전수는 수신된 현재 엔진 회전수의 80%를 감소한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법.
4. 청구항 3항에 있어서, 상기 c) 단계에서 엔진 회전수에 대한 모델링 값이 없는 경우 엔진 정지 시 발생하는 모터의 진동을 최소로 줄이기 하기 위한 소정 시간을 설정하고, 상기 소정 시간 동안 모터를 구동하여 현재 엔진 회전수를 상기 목표 엔진 회전수로 감소하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법.
5. 청구항 1항에 있어서, 상기 방법은,

   상기 c) 단계에서 연료 누설 진단이 종료되지 아니한 경우 차량이 정지된 상태인 지를 판단하고, 차량 정지 상태가 아닌 경우 차속의 증가율이 미리 정해진 설정 값 이하인 지를 판단하여, 상기 차속의 증가율이 상기 설정 값 이하가 아닌 경우 연료 누설 진단을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법.
6. 청구항 1항에 있어서, 상기 방법은, 상기 b) 단계에서, 연료 누설 진단에 따른 엔진 구동 시 연료 누설 진단 중임을 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법.
7. 청구항 1항에 있어서, 상기 방법은, 상기 c) 단계에서, 연료 누설 종료 후 연료 누설 진단 결과를 운전자에게 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 누설 진단 방법.

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