KR101639305B1 - 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법 및 제어장치 - Google Patents

바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법 및 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1연료(가솔린 또는 LPG) 또는 제2연료(CNG)를 선택적으로 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법에 있어서, 제2연료 모드로의 전환 여부를 판단하는 연료 모드 판단 단계; 상기 연료 모드 판단 단계에서 제2연료 모드로 판단되는 경우, 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)의 설정된 한계값 이탈 여부에 따라 바이퓨얼 ECU의 장기 연료 학습치(BFV)의 보정 여부를 판단하는 단계; 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값을 이탈하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 바이퓨얼 ECU에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)를 그대로 유지하며; 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값을 이탈한 것으로 판단되는 경우, 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값 내로 복귀하도록 상기 바이퓨얼 ECU에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)를 보정하는 단계를 포함하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법 및 제어장치를 제공한다.

Description

바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법 및 제어장치{CONTROL METHOD AND CONTROL APPARATUS OF FUEL TRIM FOR BI-FUEL AUTOMOTIVE}
본 발명은 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법 및 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가솔린 또는 LPG와 같은 제1 연료와, CNG와 같은 제2 연료를 겸하여 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량에서 메인 ECU의 장기 연료 학습치를 참조하여 바이퓨얼 ECU 내의 제2 연료 시스템을 위한 장기 연료 학습치를 갱신하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법 및 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 연료로서 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)는 가솔린보다 가격이 저렴하고, 가스 상태이기 때문에 각 실린더의 연료 분배가 균일하며, 배기가스도 가솔린에 비해 상대적으로 깨끗하여 환경면에서도 장점을 가지고 있다. 또한 압축 천연가스를 자동차 연료로서 사용할 때, 그 옥탄가가 높기 때문에 노킹이 거의 발생하지 않으며, 윤활유의 손실이 적고 워밍업도 빠른 장점이 있다.
이러한 장점으로 압축 천연가스 연료 차량의 보급이 세계적으로 확대되고 있으며, 이중 가솔린 또는 LPG와 CNG를 겸용으로 사용하는 바이퓨얼 차량이 많은 부분을 차지하고 있다.
상기 바이퓨얼 차량은 가솔린 또는 LPG 연료 차량에 추가적으로 CNG 연료 공급 시스템을 추가하여, 운전자가 선택적으로 연료를 사용할 수 있게 구성하며, CNG 충전 인프라가 미흡한 지역에서 가솔린 또는 LPG 연료를 충전하여 운행할 수 있는 장점이 있다.
가솔린 또는 LPG를 연료로 사용하는 차량의 엔진은 보통 10:1 이하의 압축비를 가지며, CNG를 연료로 사용하는 차량의 엔진은 보통 11:1 또는 그 이상의 압축비를 가진다.
이와 같은 바이퓨얼 차량의 연료장치에 의하면, 각 연료장치의 열화정도가 다르기 때문에 각각의 시스템에 대한 장기 연료 학습치(long-term fuel adaptive value)가 저장되어 있다. 바이퓨얼 ECU의 제2연료 모드로 운전 중일 경우에 연소상태가 메인 ECU에 의해 모니터링되고 있는 상태이기 때문에 메인 ECU의 장기 연료 학습치가 제2연료 모드의 연소상태로 인해 영향을 받게 된다. 다시 제1연료 모드로 전환되는 경우 제2연료 사용에 의해 영향을 받은 메인 ECU의 장기 연료 학습치가 그대로 적용되므로 제1인젝터의 연료 분사량이 부정확하게 되어 엔진 성능을 발휘할 수 없는 문제점이 있었다.
또한 상기 바이퓨얼 ECU는 제2연료의 조성(composition), 즉 CH4와 CO2의 함유량에 따라 분사량 보정을 하기 위하여, 별도의 산소센서의 출력전압 신호 등을 참고하여 제2인젝터의 연료 분사량을 산출해야 하는데, 이는 별도의 하드웨어의 추가나 배선이 필요할 뿐만 아니라 메인 ECU의 오학습 문제를 야기하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 1020050110983호(2005.11.24)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 메인 ECU에 저장된 장기 연료 학습치의 한계값에 대한 이탈 여부를 참고하여 바이퓨얼 ECU의 장기 연료 학습치를 보정할 수 있는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법 및 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제2연료의 조성에 관계없이 적정한 제2연료 분사량을 유지하고, 메인 ECU의 장기 연료 학습치를 일정 범위 내로 유지시켜 제1연료 분사량을 적절하게 유지할 수 있는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법 및 제어장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법은, 제1연료(가솔린 또는 LPG) 또는 제2연료(CNG)를 선택적으로 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법에 있어서, 제2연료 모드로의 전환 여부를 판단하는 연료 모드 판단 단계; 상기 연료 모드 판단 단계에서 제2연료 모드로 판단되는 경우, 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)의 설정된 한계값 이탈 여부에 따라 바이퓨얼 ECU의 장기 연료 학습치(BFV)의 보정 여부를 판단하는 단계; 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값을 이탈하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 바이퓨얼 ECU에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)를 그대로 유지하며; 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값을 이탈한 것으로 판단되는 경우, 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값 내로 복귀하도록 상기 바이퓨얼 ECU에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)를 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 바이퓨얼 ECU의 장기 연료 학습치(BFV)에 대한 보정 수행 후에, 상기 바이퓨얼 ECU는 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치를 제2연료 분사량의 계산에 반영하여 일정 범위 내로 유지시키면서 제2연료 분사량을 출력하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 메인 ECU와 바이퓨얼 ECU 간에 정보 교환을 위하여 단방향 통신(K-line 통신) 또는 양방향 통신(캔 통신) 중 어느 하나를 사용한다.
본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방치는, 제1연료(가솔린 또는 LPG) 또는 제2연료(CNG)를 선택적으로 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어장치에 있어서, 제1 연료에 대한 장기 연료 학습치(MFV)가 산출되어 저장되며, 제1 연료 분사량을 제어하는 메인 ECU; 및 제2 연료에 대한 장기 연료 학습치(BFV)가 산출되어 저장되며, 제2 연료분사량을 제어하는 바이퓨얼 ECU를 포함하되, 상기 바이퓨얼 ECU는 통신을 통해 제2 연료 모드에서 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)의 변화를 모니터링하되, 상기 메인 ECU의 연료 학습치가 설정된 한계값을 이탈하는 경우, 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값 내로 복귀하도록 상기 바이퓨얼 ECU에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)를 보정한다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법에 의하면, 바이퓨얼 ECU에서 연료장치의 열화의 차이 또는 제2연료의 조성에 관계없이 메인 ECU의 연료 학습치를 일정한 범위 내에서 유지할 수 있음은 물론, 제2연료 분사량을 이론 공연비 수준으로 설정할 수 있도록 함으로써, 우수한 엔진 성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면 바이퓨얼 ECU가 산출 저장하는 제2 연료에 대한 장기 연료 학습치의 보정을 위해 별도로 산소센서의 출력전압 신호 등을 직접 입력받을 필요가 없으므로 별도의 하드웨어 추가나 배선이 불필요하다. 따라서 기존의 제1 연료를 사용하는 차량을 제1 및 제2 연료를 겸하여 사용하는 바이퓨얼 차량으로 개조할 때 시스템 변경을 최소화할 수 있어 차량 시스템 안정성이 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 CNG 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어 과정을 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 메인 ECU와 바이퓨얼 ECU의 장기 연료 학습치를 나타내는 파형도이다.
도 5는 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어 시스템을 나타내는 구성도이다.
본 발명에 따른 바이퓨얼 차량은 가솔린 또는 LPG 연료를 사용하는 차량에 CNG 연료 공급 시스템을 추가하여 운전자가 선택적으로 연료를 사용할 수 있게 구성된다.
본 발명에서는 개조 전 차량이 사용하는 연료인 가솔린 또는 LPG를 제1연료로 정의하고, 가솔린 또는 LPG 차량을 제어하기 위해 기존에 장착된 ECU를 메인 ECU로 지칭한다.
바이퓨얼 차량은 엔진(E)과, 엔진(E)에 제1연료를 공급하는 제1연료공급부(100), 엔진(E)에 CNG를 공급하는 제2연료 공급부(200), 메인 ECU(Mian ECU; ME)와, 바이퓨얼 ECU(Bi-fuel ECU; BE), 제1인젝터(310), 제2인젝터(320)를 포함한다.
상기 제1연료 공급부(100)는, 차량이 바이퓨얼 차량으로 개조되기 전 차량에 탑재된 기존의 연료 공급부로서, 엔진(E)에 제1연료를 공급한다. 제1연료는 가솔린 또는 LPG 이다.
상기 제1연료 공급부(100)는, 제1연료탱크(110)와, 제1연료펌프(120) 및 제1인젝터(310)에 제1연료를 공급하는 제1연료라인(130) 등을 포함한다. 제1연료탱크(110)에는 제1연료량을 감지하는 연료량감지센서(115)가 구비된다.
상기 메인 ECU(ME)는 각종 센서 등에 의해 검출된 각 엔진 운전 상태 정보(F)에 따라 엔진 운전 조건에 맞는 제1연료 분사 신호를 생성한다. 제1연료 모드에서 제1연료 분사 신호는 바이퓨얼 ECU(BE)를 통해 제1인젝터(310)로 그대로 출력된다.
상기 메인 ECU(ME)는 각종 센서(12)에 의해 검출된 엔진 운전 상태 정보(F)를 K-line 통신 또는 캔 (CAN) 통신 등과 같은 통신수단을 통해 바이퓨얼 ECU(BE)에 제공하며, 바이퓨얼 ECU(BE)로의 연료 전환 정보(S) 등을 입력받게 된다.
본 발명에 의하면, 바이퓨얼 ECU(BE)는 엔진이 운전 상태 정보(F)를 각 센서(12)로부터 직접 전달받지 않고 메인 ECU(ME)로부터 상기한 통신수단을 통해 전달받도록 구성되므로, 각종 센서와의 배선 연결을 위한 작업이나 레이아웃의 확보를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
상기 제2연료공급부(200)는 바이퓨얼 차량의 엔진(E)에 CNG 연료를 공급하기 위해 구비되는 것으로, CNG가 충전되는 제2연료탱크(210)와, CNG 연료를 제2인젝터(320)에 공급하는 제2연료라인(230)과, CNG 연료의 압력과 온도를 감지하는 압력감지센서(240) 및 온도감지센서(250)와, CNG 연료를 공급을 개폐 제어하는 솔레노이드 밸브(260) 등을 포함한다.
상기 바이퓨얼 ECU(BE)는 제2연료공급부(200)를 제어하여 제2연료 모드에서 엔진(E)이 CNG 연료로 구동되도록 제어한다. 압력감지센서(240) 및 온도감지센서(250)로부터 CNG 연료 상태 정보를 입력받으며, 솔레노이브 밸브(260)를 제어하게 된다.
상기 바이퓨얼 ECU(BE)는 메인 ECU(ME)로부터 엔진 운전 상태 정보(F)를 입력받고, 입력받은 엔진 운전 상태 정보(F)를 이용하여 제2연료 분사 신호를 생성하여 제2인젝터(320)에 출력하게 된다.
도 2 는 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어 과정을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 메인 ECU(ME)는 각종 센서에 의해 검출된 엔진 운전 조건에 따라 최적화된 장기 연료 학습치(MFV)를 산출하도록 맵핑되어 있다.
메인 ECU(ME)는 바이퓨얼 차량으로 개조되기 전의 가솔린 또는 LPG 차량에 원래 구비되어 있던 ECU이므로 가솔린 또는 LPG 연료에 최적화된 장기 연료 학습치를 산출하도록 맵핑되어 있다. 따라서 메인 ECU(ME)는 엔진 회전수, 엔진 부하 등과 같은 엔진 운전 상태 정보(F)에 따라 메인 ECU(ME)의 맵핑값에 따라 장기 연료 학습치를 산출한다.
여기서, 상기 장기 연료 학습치(MFV)는 운전자의 운전 습관이나, 운전 조건, 엔진(E)의 기계적인 변화 등에 의해 산소센서의 출력 기준전압(0.45V/람다1)이 변화되는 것에 대한 연료량 조절을 말하며, 정상적인 상태에서의 이론공연비(14.7:1)인 람다1인 상태에서 산소센서의 기준전압이 0.45V로 설정되어 있는 데이터이다.
상기 메인 ECU(ME)는 엔진(E)의 상태 및 차량 상태 등을 검출하는 각종 센서들로부터 수신되는 감지신호를 토대로 엔진(E)의 목표 엔진회전수를 계산하여 엔진(E)의 구동을 제어하고, 최적의 이론 공연비가 되도록 연료 분사시기 및 연료 분사량을 제어하는 제1 연료 분사신호를 생성하여 제1인젝터(310)로 제공하게 된다.
이러한 메인 ECU(ME)는 차량의 엔진 상태 등 운행 조건에 따라 기 설정된 연료량 학습 알고리즘을 통해 연료를 공급하는 연료량을 반복적으로 학습하고 학습된 연료 학습치가 설정 범위 내에 속할 수 있도록 자동으로 연료량 학습 동작을 수행하게 된다.
상기 메인 ECU(ME)는 필요 시 최종 연료 학습치를 토대로 제1인젝터(310)를 제어하여, 최종 연료 학습치에 대응하는 연료 분사량이 엔진(E) 내 실린더로 분사되도록 제어할 수 있다.
특히, 상기 메인 ECU(ME)는 상기 산소센서의 산소 레벨 감지신호를 수신하여 이에 따른 장기 연료 학습치(MFV)를 저장할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가솔린 또는 LPG 연료가 사용되는 제1연료 모드에서, 메인 ECU(ME)에 저장되어 있는 장기 연료 학습치(MFV)가 운전자의 운전 성향이나 습관에 따라 동일한 거리를 주행하더라도 주행시간이나 연료소비량이 다르고, 사용시간이 경과됨에 따른 엔진(E)의 기계적인 마모나 관리부족에 의한 엔진(E)의 성능 변화로 인해 람다 컨트롤에 미세한 변화를 주게 되므로 상기 메인 ECU(ME)는 람다 기준전압이 변화되는 것을 인식하게 된다.
즉, 산소센서의 출력전압이 0.45V를 나타낼 때의 연료량을 기준값이라고 정의하되, 어떠한 원인에 의해 실제 연료량이 증가하여 산소센서의 평균 출력전압이 0.45V 이상을 나타내면 0.45V가 되도록 연료량을 저감시키고, 그 값은 -(음수)로 표시하며 실제 연료량이 부족하여 산소센서의 평균 출력전압이 0.45V 이하를 나타내면 0.45V가 되도록 연료량을 증가시키고 + (양수)로 나타내거나 표시 문자없이 나타내는데 숫자의 크기는 보정량을 나타내며 단위는 %를 사용하게 된다.
이와 같은 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)는 메인 ECU(ME)에 저장되어 엔진 시동이 꺼져도 정보가 저장되고, 재시동후 일정한 조건에서 보정값을 비교하여 유지하거나 변경하게 된다.
본 발명의 실시예에 의하면 제2 연료 모드에서 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 설정된 상한과 하한 사이에 유지하는 지 상기 바이퓨얼 ECU(BE)에 의해 지속적으로 진단되며, 상기 바이퓨얼 ECU(BE)는 상기 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)를 참조하여 제2 연료의 장기 연료 학습치(BFV)를 산출하도록 맵핑된다.
바이퓨얼 ECU(BE)는 제2 연료 모드에서 메인 ECU(ME)로부터 전달되는 제1 연료 분사 신호를 폭을 감지하여 그 시간 동안에 분사되는 제1 연료의 에너지에 해당하는 제2 연료를 분사하도록 제2 연료 분사신호를 생성하여 제2 인젝터에 출력한다.
메인 ECU(ME)는 제1 연료 및 제2 연료의 분사 여부에 관계없이 산소 센서의 출력값에 기초하여 이론 공연비로 주행되도록 제1 연료 분사 신호를 생성하며, 산소 센서의 출력값에 기초하여 장기 연료 학습치(MFV)에 대한 학습을 수행한다.
바이퓨얼 ECU(BE)는 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)를 모니터링하면서, 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)가 설정된 상한과 하한 즉, 한계값을 이탈하지 않도록 제2 연료 분사량을 산출하면서 바이퓨얼 ECU(BFV)의 장기 연료 학습치(BFV)의 산출하고 저장한다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량에서 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)와 바이퓨얼 ECU(BE)의 장기 연료 학습치(BFV)의 제어방법에 대해 설명한다.
도 3 및 도 4 는 제 2 연료모드에서 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)의 변화와 이에 따른 바이퓨얼 ECU(BE)에서 장기 연료 학습치(BFV)의 보정치에 관련된 파형 영역을 도시한 도면이다.
제2 연료모드로 연료 전환이 일어난 경우, 바이퓨얼 ECU(BE)는 메인 ECU(ME)로부터 제공된 제1 연료 분사 신호를 참조하여 바이퓨얼 ECU(BE)에 저장된 제2 연료(CNG)에 관련된 장기 연료 학습치(BFV)에 따라 제2 연료 분사량을 산출하고 제2 인젝터에 제공될 제2 연료 분사 신호를 생성한다.
제1 연료 분사 신호는 메인 ECU(ME)에 저장된 장기 연료 학습치(MFV)에 따라 엔진 운전 조건에 맞게 생성되며, 제2 연료 모드에서도 메인 ECU(ME)는 산소 센서의 출력값을 통해 연료 분사량을 모니터링하면서 장기 연료 학습치(MFV)를 학습한다. 정상적인 이론공연비를 구현하는 주행상태에서, 산소센서의 출력전압에 따른 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)는 상기 상한과 하한 사이에서 일정한 파형을 이루게 된다.
즉, 바이퓨얼 ECU(BE)가 내부에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)에 따라, 메인 ECU(ME)의 제1 연료 분사 신호에 따른 제1 연료 분사량에 해당하는 에너지의 제2 연료 분사량을 분사하는 경우 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)는 상한과 하한 사이에서 일정한 파형을 이룬다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 제2 연료모드에서 바이퓨얼 ECU(BE)에 의해 진단된 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)가 설정된 상한과 하한 사이에서 일정한 파형을 이루는 경우, 상기 바이퓨얼 ECU(BE)는 내부에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)가 정상적인 엔진 성능 유지를 위한 적절한 장기 연료 학습치(BFV)로 판단하고 유지한다. 따라서 바이퓨얼 ECU(BE)에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)에 대한 보정을 수행하지 않는다.
상술한 바와 같이 상기 바이퓨얼 ECU(BE)는 제2 연료 모드에서 단방향 통신(K-line 통신) 또는 양방향 통신(캔 통신)을 통해 상기 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)를 지속적으로 진단한다.
한편, 도 4 에 도시된 바와 같이, 제2연료 모드로 연료 전환이 일어나 상기 바이퓨얼 ECU(BE)가 메인 ECU(ME)로부터 제공된 제1 연료 분사 신호를 참조하여 바이퓨얼 ECU(BE)에 저장된 제2 연료(CNG)의 장기 연료 학습치(BFV)에 따라 제2 연료 분사량을 결정할 때, 상기 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)가 상한(+X%) 이상으로 증가하게 될 경우, 바이퓨얼 ECU(BE)는 장기 연료 학습치(BFV)의 보정을 수행하게 된다.
즉, 바이퓨얼 ECU(BE)는 상기 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)가 설정된 상한과 하한 사이에 유지하도록 바이퓨얼 ECU(BE)의 장기 연료 학습치(BFV)를 보정하여 제2연료 분사량 계산에 반영한다. 바이퓨얼 ECU(BE)가 보정값을 생성하여 바이퓨얼 ECU(BE)의 장기 연료 학습치(BFV)를 보정함에 따라, 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)는 상한과 하한 사이로 복귀하여 다시 일정 범위내로 유지하게 된다.
바이퓨얼 ECU(BE)는 보정값을 반영하여 보정된 장기 연료 학습치(BFV)에 따라 최적화된 제2인젝터(320)의 제2연료 분사량을 출력하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 모드 스위치로부터 제1연료에서 제2연료로의 전환을 요구하는 연료 전환 요청신호가 제어수단(300)에 수신되면, 상기 바이퓨얼 ECU(BE)는 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)를 제2연료 분사량의 계산에 반영하되 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)를 일정 범위 내로 유지되도록 바이퓨얼 ECU(BE)에 저장된 장기 연료 학습치(BRV)를 보정하면서 적절한 제2연료 분사량을 출력하게 된다.
따라서, 제2 연료 모드에서 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)는 상한과 하한 사이에 일정 범위 내에 유지되며, 제2연료 모드에서 다시 제1연료 모드로 다시 전환될 경우, 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)는 상한과 하한 사이의 일정 범위 내로 유지되어 있으므로, 제1인젝터(310)의 연료 분사량이 적절하게 제어될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
먼저, 차량의 시동 전원이 공급되면, 메인 ECU(ME)는 각종 센서에 의해 검출된 엔진 운전 상태 정보(F)를 단방향 통신(K-line 통신) 또는 양방향 통신(캔 통신)을 통해 바이퓨얼 ECU(BE) 내에 입력하면서 차량의 전체적인 운행 동작을 제어하게 된다.
상기 메인 ECU(ME)는 바이퓨얼 ECU(BE)로부터 연료전환 여부 등의 정보를 입력받는다.
바이퓨얼 차량의 바이퓨얼 ECU(BE)와 연결된 연료 선택 스위치를 차량 내부에 구비하며, 운전자가 연료 선택 스위치를 스위칭하여 연료 모드를 선택하는 경우 관련 정보를 입력받는다. 운전자가 제2연료 모드를 선택하는 경우 제2연료 모드 작동 정보가 메인 ECU(ME)에 출력되고 메인 ECU(ME)로부터 전달되는 엔진 운전 정보를 이용하여 제2연료공급부(200)를 제어한다.
제1연료 모드 ON 상태 즉, 제2연료 모드 OFF 상태에서는 메인 ECU(ME)는 제1연료 공급부(100)를 제어하여 엔진(E)이 제1연료를 공급받아 구동되도록 제어하게 된다. 이때 제1연료(가솔린 또는 LPG) 및 제2연료(CNG)의 연료량에 따라 연료 모드의 자동 전환이 일어나도록 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 바이퓨얼 차량에서 연료 학습치 제어 동작을 구체적으로 살펴보면, 먼저, 메인 ECU(ME)에서는 제2연료 모드로의 전환 여부 즉, CNG 연료 모드 인지 여부를 판단하는 연료 모드 판단 단계가 수행된다(S100).
메인 ECU(ME)는 바이퓨얼 ECU(BE)와의 통신을 통해 바이퓨얼 ECU(BE)로부터 전달되는 정보를 제2연료 모드로의 전환여부를 판단한다(S110).
운전자가 연료 선택 스위치를 선택하여 CNG를 사용하는 제2연료 모드를 선택하거나 제1연료량의 부족 등으로 인해 자동으로 제2연료로 전환된 경우, 바이퓨얼 ECU(BE)는 메인 ECU(ME)에 제1연료 모드 작동신호를 제공하고, 메인 ECU(ME)는 제2연료 모드로 연료전환이 이루어졌음을 인식한다(S120).
연료 모드 판단 단계에서 제2연료 모드로 판단되는 경우, 바이퓨얼 ECU(BE)는 메인 ECU(ME)로부터 제공된 제1 연료 분사 신호를 참조하여 바이퓨얼 ECU에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)에 따라 제2 연료 분사량을 결정하는 데, 바이퓨얼 ECU(BE)는 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)를 모니터링하면서, 메인 ECU(ME)에서의 장기 연료 학습치(MFV)의 한계값의 이탈 여부를 판단(S130)하여 바이퓨얼 ECU(BE)의 장기 연료 학습치(BFV) 보정 여부를 결정한다.
만약, 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)가 한계값을 이탈한 것으로 판단되는 경우, 바이퓨얼 ECU(BE)는, 바이퓨얼 ECU(BE)의 장기 연료 학습치(BFV)를 보정하게 된다(S140).
즉, 상기 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)가 상한과 하한의 일정 범위를 벗어나게 되면(교란 발생) 바이퓨얼 ECU(BE)는 장기 연료 학습치(BFV)의 보정을 시작하여, 상기 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)가 편차를 줄일 수 있도록 보정치를 순차적으로 증가시켜 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)를 정상 범위 내로 복귀시키며, 이와 같이 계산된 보정치를 이용하여 바이퓨얼 ECU(BE)의 장기 연료 학습치(BFV)를 보정함으로써 제2연료의 조성 등에 관계없이 상기 보정 단계에서 보정된 연료량에 따라 엔진(E)으로 제2연료 분사량을 최적화하여 분사한다.
상기 엔진(E)에 적용되는 메인 ECU(ME)의 연료 학습치(MFV)는 정상적인 이론공연비를 구현하는 장기 연료 학습치이다.
본 발명에 따르면, 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)를 참조하여 바이퓨얼 ECU(BE)의 장기 연료 학습치를 보정함으로써, 제2연료 사용시에 시스템의 열화차이 또는 제2연료의 조성에 관계없이 메인 ECU(ME)의 장기 연료 학습치(MFV)를 일정하게 유지(S150)할 뿐만 아니라 제2연료 분사량을 최적으로 설정하여 우수한 엔진 성능을 발휘할 수 있다.
또한, 별도의 하드웨어 추가나 배선의 추가 없이 바이퓨얼 ECU(BE)가 최적화된 장기 연료 학습치(BFV)를 갖도록 하여 적정한 연료 분사량을 산출할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예는 제1 연료는 가솔린 또는 LPG를 사용하고, 제2 연료를 CNG를 사용하는 바이퓨얼 차량을 예로하여 설명하였으나, 제1 연료로 가솔린 제2 연료를 LPG를 사용하는 바이퓨얼 차량에도 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 제1 연료공급부 110 : 제1 연료탱크
120 : 제1 연료펌프 130 : 제1 연료라인
200 : 제2 연료공급부 210 : 제2 연료탱크
230 : 제2 연료라인 240 : 압력감지센서
250 : 온도감지센서 260 : 솔레노이드 밸브
310 : 제1 인젝터 320 : 제2 인젝터
ME : 메인 ECU BE: 바이퓨얼 ECU
E : 엔진

Claims (6)

  1. 제1연료 또는 제2연료를 선택적으로 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법에 있어서,
    제2연료 모드로의 전환 여부를 판단하는 연료 모드 판단 단계;
    상기 연료 모드 판단 단계에서 제2연료 모드로 판단되는 경우, 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)의 설정된 한계값 이탈 여부에 따라 바이퓨얼 ECU의 장기 연료 학습치(BFV)의 보정 여부를 판단하는 단계;
    상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값을 이탈하지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 바이퓨얼 ECU에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)를 그대로 유지하며; 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값을 이탈한 것으로 판단되는 경우, 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값 내로 복귀하도록 상기 바이퓨얼 ECU에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)를 보정하는 단계; 및
    상기 바이퓨얼 ECU의 장기 연료 학습치(BFV)에 대한 보정 수행 후에, 상기 바이퓨얼 ECU는 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치를 제2연료 분사량의 계산에 반영하여 일정 범위 내로 유지시키면서 제2연료 분사량을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 ECU와 바이퓨얼 ECU 간에 정보 교환을 위하여 단방향 통신(K-line 통신) 또는 양방향 통신(캔 통신) 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 연료는 가솔린 또는 LPG이고, 제2 연료는 CNG 인 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어방법.
  4. 제1연료 또는 제2연료를 선택적으로 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어장치에 있어서,
    제1 연료에 대한 장기 연료 학습치(MFV)가 산출되어 저장되며, 제1 연료 분사량을 제어하는 메인 ECU; 및
    제2 연료에 대한 장기 연료 학습치(BFV)가 산출되어 저장되며, 제2 연료분사량을 제어하는 바이퓨얼 ECU를 포함하되,
    상기 바이퓨얼 ECU는 통신을 통해 제2 연료 모드에서 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)의 변화를 모니터링하되, 상기 메인 ECU의 연료 학습치가 설정된 한계값을 이탈하는 경우, 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치(MFV)가 상기 한계값 내로 복귀하도록 상기 바이퓨얼 ECU에 저장된 장기 연료 학습치(BFV)를 보정하고,
    상기 바이퓨얼 ECU의 장기 연료 학습치(BFV)에 대한 보정 수행 후에, 상기 바이퓨얼 ECU는 상기 메인 ECU의 장기 연료 학습치를 제2연료 분사량의 계산에 반영하여 일정 범위 내로 유지시키면서 제2연료 분사량을 출력하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    제1 연료는 가솔린 또는 LPG이고, 제2 연료는 CNG 인 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 연료 학습치 제어장치.
  6. 삭제
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