KR101284310B1 - 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법 - Google Patents

디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LDC에 의해 충전되는 보조배터리를 이용하여 디젤엔진의 흡기를 가열하기 위한 전력을 공급하는 경우에, 순간적으로 형성되는 높은 전류의 흐름에도 LDC의 과전류고장코드가 발생되지 않고 원활한 흡기의 가열이 이루어질 수 있도록 함으로써, 하이브리드 차량에 탑재된 디젤엔진의 원활한 냉간 시동성을 확보할 수 있도록 한다.

Description

디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법{COLD START CONTROL METHOD FOR HYBRID VEHICLE WITH DIESEL ENGINE}
본 발명은 디젤엔진이 탑재된 하이브리드 차량의 냉간시 엔진 시동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디젤엔진으로 흡입되는 흡기의 온도가 낮은 경우에 엔진의 시동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
디젤엔진은 압축 착화 기관으로서, 흡입되는 공기의 온도가 연료의 착화에 주요한 영향을 미치게 되며, 흡기온도가 너무 낮은 경우에는 연료의 착화가 이루어지지 않아 원활한 엔진의 시동이 불가능하게 된다.
따라서, 종래 디젤엔진은 냉간 시동시 흡기의 온도를 높이기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 보조배터리의 전원을 이용하여 히터코일로 흡기를 가열하여 엔진으로 흡입되도록 한다.
그런데, 상기한 바와 같이 히터코일로 흡기를 가열할 때 소비되는 전류는 100~150A 정도에 이르며, 종래 알터네이터에 의해 충전되도록 연결된 보조배터리를 사용하여 상기 히터코일에 전기를 공급하는 경우에는 별다른 문제가 없었으나, 보조배터리에 알터네이터가 아니라 LDC(Low voltage DC to DC converter)가 연결되어 보조배터리를 충전시키도록 된 하이브리드 차량에서는 상기한 바와 같이 보조배터리로부터 히터코일에 가해지는 전류가 상기 LDC의 통상적인 최대 전류의 범위에 육박하거나 넘어서게 되는 경우 LDC의 과전류고장코드가 발생되게 되며, 그에 따라 정상적인 히터코일의 작동이 불가하게 되어 엔진의 시동 불량을 야기하게 되는 문제가 있다.
상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2011-0054982 A KR 10-2009-0062287 A
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, LDC에 의해 충전되는 보조배터리를 이용하여 디젤엔진의 흡기를 가열하기 위한 전력을 공급하는 경우에, 순간적으로 형성되는 높은 전류의 흐름에도 LDC의 과전류고장코드가 발생되지 않고 원활한 흡기의 가열이 이루어질 수 있도록 함으로써, 하이브리드 차량에 탑재된 디젤엔진의 원활한 냉간 시동성을 확보할 수 있도록 한 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법은
차량의 키 온이 되면, 엔진으로 흡입되는 흡기의 온도를 판단하여 가열이 필요한지를 판단하는 흡기온판단단계와;
상기 흡기온판단단계 수행결과, 흡기의 가열이 필요하면 LDC의 작동을 소정시간 동안 중지시키는 LDC제한단계와;
상기 LDC제한단계에 의해 LDC의 작동이 중지된 동안 히터코일을 구동하여 흡기를 가열하는 흡기가열단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법은
차량의 키가 온되면, 차량의 시동 가능 상태를 확인하고, 인버터에 고전압이 인가된 것을 확인하는 시동전처리단계와;
엔진으로 흡입될 흡기의 온도를 측정하여 흡기 온도가 소정의 기준온도 미만인지를 판단하는 흡기온판단단계와;
상기 흡기온판단단계 수행결과, 흡기의 가열이 필요하면, LDC의 작동을 정지시키도록 LDC작동금지코드를 온 상태로 설정하여 CAN에 띄우는 LDC정지설정단계와;
상기 LDC정지설정단계 이후 히터코일을 구동하여 흡기를 가열하는 흡기가열단계와;
상기 LDC작동금지코드가 온 된 후 경과된 시간이 소정시간 미만인지를 판단하여, 상기 소정시간 미만인 경우 상기 LDC작동금지코드를 온된 상태로 유지하는 금지유지단계와;
상기 금지유지단계 수행결과, 상기 LDC작동금지코드가 온 된 후 경과된 시간이 소정시간 이상이 되면, 상기 LDC작동금지코드를 오프로 설정하는 LDC금지해제단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 LDC에 의해 충전되는 보조배터리를 이용하여 디젤엔진의 흡기를 가열하기 위한 전력을 공급하는 경우에, 순간적으로 형성되는 높은 전류의 흐름에도 LDC의 과전류고장코드가 발생되지 않고 원활한 흡기의 가열이 이루어질 수 있도록 함으로써, 하이브리드 차량에 탑재된 디젤엔진의 원활한 냉간 시동성을 확보할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 2는 종래 기술에 의한 흡기 가열 과정을 설명한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명 실시예의 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법은 차량의 키 온이 되면, 엔진으로 흡입되는 흡기의 온도를 판단하여 가열이 필요한지를 판단하는 흡기온판단단계(S100)와; 상기 흡기온판단단계(S100) 수행결과, 흡기의 가열이 필요하면 LDC의 작동을 소정시간 동안 중지시키는 LDC제한단계(S200)와; 상기 LDC제한단계(S200)에 의해 LDC의 작동이 중지된 동안 히터코일을 구동하여 흡기를 가열하는 흡기가열단계(S300)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 흡기온판단단계(S100)에 의해 엔진의 냉간 시동시에 흡기를 가열하지 않으면 엔진의 원활한 시동성을 확보하기 어렵다고 판단되는 흡기 온도가 판단되면, 상기 LDC제한단계(S200)에 의해 문제를 발생시킬 수 있는 LDC가 보조배터리를 충전시키도록 하는 작동을 먼저 중지시킨 후, 상기 흡기가열단계(S300)에서 보조배터리의 전원으로 히터코일을 구동하여 흡기를 가열하도록 함으로써, 원활한 엔진의 시동성을 확보할 수 있도록 한 것이다.
상기 흡기온판단단계(S100)에서는 엔진으로 흡입되는 흡기의 온도가 연료의 착화한계에 따라 설정된 소정의 기준온도 미만인 경우 흡기의 가열이 필요한 것으로 판단하도록 한다. 상기 소정의 기준온도는 예컨대 0℃ 등이 될 수 있을 것이다.
상기 LDC제한단계(S200)에서는 흡기 온도가 낮을수록 더 길게 설정된 소정시간 동안 LDC의 작동을 중지시키고, 상기 흡기가열단계(S300)에서도 흡기 온도가 낮을수록 더 오랫동안 흡기를 가열한다.
상기 도 1의 실시예를 보다 상세히 살펴보면, 상기 실시예는 차량의 키가 온되면, 차량의 시동 가능 상태를 확인하고, 인버터에 고전압이 인가된 것을 확인하는 시동전처리단계(S10)와; 엔진으로 흡입될 흡기의 온도를 측정하여 흡기 온도가 소정의 기준온도 미만인지를 판단하는 흡기온판단단계(S100)와; 상기 흡기온판단단계(S100) 수행결과, 흡기의 가열이 필요하면, LDC의 작동을 정지시키도록 LDC작동금지코드를 온 상태로 설정하여 CAN에 띄우는 LDC정지설정단계(S210)와; 상기 LDC정지설정단계(S210) 이후 히터코일을 구동하여 흡기를 가열하는 흡기가열단계(S300)와; 상기 LDC작동금지코드가 온 된 후 경과된 시간이 소정시간 미만인지를 판단하여, 상기 소정시간 미만인 경우 상기 LDC작동금지코드를 온된 상태로 유지하는 금지유지단계(S220)와; 상기 금지유지단계(S220) 수행결과, 상기 LDC작동금지코드가 온 된 후 경과된 시간이 소정시간 이상이 되면, 상기 LDC작동금지코드를 오프로 설정하는 LDC금지해제단계(S230)를 포함하여 구성된 것으로 볼 수 있다.
즉, 상기 LDC제한단계(S200)는 상기 LDC정지설정단계(S210)와 금지유지단계(S220) 및 LDC금지해제단계(S230)로 나누어 볼 수 있는 것이다.
상기 시동전처리단계(S10)는 차량의 각종 전장(전자장비) 컨트롤러로부터 작동준비가 완료되었다는 것을 의미하는 READY신호를 송신 받아 차량의 시동 가능상태를 확인한 후, 차량의 최상위 컨트롤러인 HCU가 READY신호를 송신하고, 상기 HCU의 READY신호를 수신한 BMS는 고전압릴레이를 제어하고 인버터에 고전압이 인가된 것을 확인하는 것이다. 또한, 여기서 상기 LDC작동금지코드는 디폴트 값인 오프로 설정된다.
여기서, 상기 각종 컨트롤러는 차량의 전자장비로서 MCU(Motor Control Unit), BMS(Battery Management System controller), LDC(Low voltage DC to DC converter controller) 등을 말한다.
물론, 상기 흡기온판단단계(S100)의 소정의 기준온도는 상기한 바와 같이 흡기가 엔진의 연소실에서 압축에 의해 온도가 상승하여 분사되는 연료의 착화가 원활하게 이루어지도록 보장할 수 있는 최소의 온도로 설정되는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 금지유지단계(S220)도 흡기 온도가 낮을수록 상대적으로 더 길게 설정된 소정시간 동안 상기 LDC작동금지코드를 온된 상태로 유지하도록 한다.
상기와 같이 엔진의 냉간 시동시에 흡기 온도가 상기 소정온도 미만이어서 가열이 필요한 경우에는 미리 LDC의 작동을 정지시킨 후, LDC의 작동이 정지된 동안 보조배터리로부터의 전력으로 히터코일을 구동하여 흡기를 가열함으로써, LDC의 과전류고장코드의 발생을 방지하여, 원활한 흡기의 가열로 엔진의 냉간 시동성을 안정되게 확보할 수 있게 된다.
상기 LDC금지해제단계(S230) 이후에, 운전자의 키 스타트 신호가 입력되면(S400), HCU는 인버터에 토크 지령을 송신하여 인버터로 하여금 모터를 회전시키도록 하여 엔진의 시동을 실시한다(S500).
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
S10; 시동전처리단계
S100; 흡기온판단단계
S200; LDC제한단계
S210; LDC정지설정단계
S220; 금지유지단계
S230; LDC금지해제단계
S300; 흡기가열단계

Claims (7)

  1. 차량의 키 온이 되면, 엔진으로 흡입되는 흡기의 온도를 판단하여 가열이 필요한지를 판단하는 흡기온판단단계(S100)와;
    상기 흡기온판단단계(S100) 수행결과, 흡기의 가열이 필요하면 LDC의 작동을 소정시간 동안 중지시키는 LDC제한단계(S200)와;
    상기 LDC제한단계(S200)에 의해 LDC의 작동이 중지된 동안 히터코일을 구동하여 흡기를 가열하는 흡기가열단계(S300);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡기온판단단계(S100)에서는 엔진으로 흡입되는 흡기의 온도가 연료의 착화한계에 따라 설정된 소정의 기준온도 미만인 경우 흡기의 가열이 필요한 것으로 판단하는 것
    을 특징으로 하는 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 LDC제한단계(S200)에서는 흡기 온도가 낮을수록 더 길게 설정된 소정시간 동안 LDC의 작동을 중지시키고;
    상기 흡기가열단계(S300)에서도 흡기 온도가 낮을수록 더 오랫동안 흡기를 가열하는 것
    을 특징으로 하는 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법.
  4. 차량의 키가 온되면, 차량의 시동 가능 상태를 확인하고, 인버터에 고전압이 인가된 것을 확인하는 시동전처리단계(S10)와;
    엔진으로 흡입될 흡기의 온도를 측정하여 흡기 온도가 소정의 기준온도 미만인지를 판단하는 흡기온판단단계(S100)와;
    상기 흡기온판단단계(S100) 수행결과, 흡기의 가열이 필요하면, LDC의 작동을 정지시키도록 LDC작동금지코드를 온 상태로 설정하여 CAN에 띄우는 LDC정지설정단계(S210)와;
    상기 LDC정지설정단계(S210) 이후 히터코일을 구동하여 흡기를 가열하는 흡기가열단계(S300)와;
    상기 LDC작동금지코드가 온 된 후 경과된 시간이 소정시간 미만인지를 판단하여, 상기 소정시간 미만인 경우 상기 LDC작동금지코드를 온된 상태로 유지하는 금지유지단계(S220)와;
    상기 금지유지단계(S220) 수행결과, 상기 LDC작동금지코드가 온 된 후 경과된 시간이 소정시간 이상이 되면, 상기 LDC작동금지코드를 오프로 설정하는 LDC금지해제단계(S230);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 시동전처리단계(S10)는 차량의 전장 컨트롤러로부터 작동준비를 알리는 READY신호를 송신 받아 차량의 시동 가능상태를 확인한 후, 차량의 최상위 컨트롤러인 HCU가 READY신호를 송신하고,
    상기 HCU의 READY신호를 수신한 BMS는 고전압릴레이를 제어하고 인버터에 고전압이 인가된 것을 확인하는 것
    을 특징으로 하는 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 흡기온판단단계(S100)의 소정의 기준온도는 흡기가 엔진의 연소실에서 압축에 의해 온도가 상승하여 분사되는 연료의 착화가 원활하게 이루어지도록 보장할 수 있는 최소의 온도로 설정되는 것
    을 특징으로 하는 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 금지유지단계(S220)는 흡기 온도가 낮을수록 상대적으로 더 길게 설정된 소정시간 동안 상기 LDC작동금지코드를 온된 상태로 유지하는 것
    을 특징으로 하는 디젤엔진 하이브리드 차량의 냉간 시동 제어방법.
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