KR102586912B1 - 차량의 시동 꺼짐 방지 방법 및 방지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하였을 경우에 이에 기인하여 발생하는 엔진 시동 꺼짐 문제를 해결하기 위한 장치 및 방법에 관한 발명이다. 본 발명은 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생한 것으로 판단되는 경우, 고압 연료 압력 센서의 출력값을 사용하지 않고, 미리 정해진 압력값 또는 고압 압력 펌프 상류의 저압 연료 압력을 이용하여 압력 제어를 수행함으로써, 신호 드리프트로 인한 시동 꺼짐을 억제하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 시동 꺼짐 방지 방법 및 방지 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PREVENTING ENGINE STALL}
본 발명은 차량의 시동 꺼짐 방지 방법 및 방지 장치에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생한 경우에 차량의 시동 꺼짐을 방지할 수 있는 방법 및 장치에 관한 발명이다.
엔진의 연료 공급 시스템, 특히 GDI(gasoline direct injection) 엔진의 연료 공급 시스템의 경우, 특허문헌 1과 같이, 고압 시스템 및 저압 시스템으로 이루어진다. 고압 시스템은 본원 도 2에서 도시된 연료 분사 장치(2)와 같이, 도시되지 않은 저압 연료 펌프에 의해 연료 탱크로부터 펌핑되는 연료를 다시 한번 고압으로 압축하는 고압 펌프(2a), 고압 펌프(2a)에 의해 펌핑된 연료를 여과하는 연료 필터(2b), 연료 필터(2b)에 의해 여과된 고압 연료의 압력을 그대로 유지하는 한편, 개별 인젝터(2e)로 고압 연료 파이프(2d)를 통해 분배하는 커먼 레일(2c), 고압 연료 파이프(2d)를 통해 공급된 연료를 엔진(6)의 연소실 내부로 분사하는 인젝터(2e), 도시되지 않은 고압 연료 압력 센서 등으로 이루어진다. 한편, 저압 시스템의 경우, 연료 탱크에 저장된 연료를 고압 시스템까지 전송할 수 있도록 하는 저압 펌프 및 저압 연료 압력 센서등을 구비한다.
한편, 엔진의 실린더 내부로 공급되는 연료량은, 커먼 레일(2c) 내의 고압 연료의 압력값과, 인젝터(2e)에 인가되는 전기적인 펄스 시간에 따라 결정된다. 따라서, 엔진 제어 장치(1)는 목표로 하는 출력 토크를 얻기 위해 먼저 필요한 분사 연료량 및 분사 연료량에 대응되는 목표 고압 연료 압력을 결정한다. 그리고, 엔진 제어 장치(1)는 고압 연료 압력 센서를 이용하여 고압 펌프(2a)의 하류 측의 연료 압력을 측정한 다음, 측정된 연료 압력과 목표 연료 압력을 이용하여, 고압 펌프(2a)의 모터 엑추에이터의 제어 듀티값을 결정하고, 결정된 제어 듀티값에 따라 모터(41)를 피드백 제어한다.
따라서, 정확한 분사 연료량을 엔진에 공급하기 위해서는 실제의 고압 연료 압력값을 정확하게 측정하는 것이 중요하다. 만약 실제 연료 압력보다 측정 압력값이 지나치게 높거나 또는 낮게 측정되는 경우, 그에 따라 연료 분사량도 잘못 계산되게 되어 적절한 연료가 공급되지 못하는 결과, 엔진의 시동이 꺼지는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 시간, 온도, 또는 어떤 원인에 기인한 감도나 출력 레벨의 불안정한 변화를 센서 특성의 불안정성(instability) 또는 드리프트(drift)라고 하는데, 고압 연료 압력을 측정하기 위한 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하게 되면, 도 6A에서 도시하고 있는 바와 같이, 측정된 연료 압력이 순간적으로 증가 또는 감소하는 현상을 가져오게 된다.
따라서, 드리프트가 발생된 센서 신호를 이용하여 연료량 제어를 수행하게 되면, 잘못된 연료 압력에 기초하여 연료량의 오계산이 이루어지게 된다. 즉, 순간적으로 지나치게 연료가 린하게 또는 리치하게 분사되는 문제가 발생하게 되어, 도 5A에서 도시된 바와 같이 엔진의 회전수가 불안정하게 되고, 그 결과 시동 꺼짐(engine stall) 현상이 발생하게 된다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허문헌 제10-2013-0045991호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하였을 경우에 이에 기인하여 발생하는 엔진 시동 꺼짐 문제를 해결할 수 있는 시동 꺼짐 방지 방법 및 시동 꺼짐 방지 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 고압 연료 압력 센서를 통해 측정된 고압 연료 압력과 목표 압력을 대비함으로써, 신호 드리프트 발생 여부를 판단하도록 한다. 또한, 출력 신호에 드리프트가 발생한 것으로 판단되는 경우, 고압 연료 압력 센서의 출력값을 사용하지 않고, 미리 정해진 압력값 또는 고압 압력 펌프 상류의 저압 연료 압력을 이용하여 압력 제어를 수행함으로써, 신호 드리프트로 인한 시동 꺼짐을 억제하도록 하였다.
보다 구체적으로는, 상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 연료 탱크 내에 저장된 연료를 고압 연료 펌프에 의해 가압하여 커먼 레일로 전송하고, 커먼 레일 내에 일시 저장된 연료를 인젝터를 통해 엔진 내부에 분사하는 연료 분사 장치를 구비한 차량의 시동 꺼짐 방지 방법에 관한 발명으로서, 고압 연료 펌프의 하류 측의 연료 압력을 측정하기 위한 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하는지 여부를 판단하는 단계; 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 근거한 고압 연료 압력값을 미리 정해진 압력값으로 치환하여 연료 압력 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른, 차량의 시동 꺼짐 방지 방법에 관한 발명은, 고압 연료 펌프의 하류 측의 연료 압력을 측정하기 위한 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생한 것으로 판단되는 경우, 고압 연료 압력 센서의 출력 신호를 사용하지 않고, 고압 연료 펌프 상류 측의 저압 연료 압력에 근거한 저압 제어를 통해 연료 압력 제어를 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 근거한 고압 연료 압력값을 미리 정해진 압력값으로 치환하여 연료 압력 제어를 실시한 후, 고압 연료 펌프의 상류 측의 저압 연료 압력에 근거한 저압 제어를 통해 연료 압력 제어를 실시하도록 한다.
보다 바람직하게는, 차량이 현재 아이들 운전 상태에 있는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고, 차량이 아이들 운전 상태에 있는 경우에, 상기 연료 압력 제어를 실시하도록 한다.
보다 바람직하게는, 상기 미리 정해진 압력값은, 차량의 운전 상태에 따른 연료 압력값에 관한 미리 정해진 맵으로부터 정해진다.
보다 바람직하게는, 상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하는지 여부를 판단하는 단계는, 목표 연료 압력과, 고압 연료 압력 센서로부터 측정되는 실제 연료 압력과의 압력 차이가 일정값 이상인지 여부를 판단하는 단계:압력 차이가 일정값 이상인 경우, 카운터를 증가시키는 단계: 카운터가 일정값 이상인 경우, 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생한 것으로 판단하는 단계;를 포함한다.
보다 바람직하게는, 시동 후 소정 시간이 경과되었는지 여부를 판단하는 단계; 시동 후 소정 시간이 경과한 것으로 판단되는 경우, 상기 연료 압력제어를 실시하는 단계를 더 포함하도록 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 시동 꺼짐 방지 장치는, 연료 탱크 내에 저장된 연료를 고압 연료 펌프에 의해 가압하여 커먼 레일로 전송하고, 커먼 레일 내에 일시 저장된 연료를 인젝터를 통해 엔진 내부에 분사하는 연료 분사 장치, 고압 연료 펌프의 하류 측의 고압 연료 압력을 측정하기 위한 고압 연료 압력 센서, 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하는지 여부를 판단하고, 드리프트 발생 시에, 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 근거한 고압 연료 압력값을 미리 정해진 압력값으로 치환하여 연료 압력 제어를 실시하는 고압 연료 펌프를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시동 꺼짐 방지 장치는, 연료 탱크 내에 저장된 연료를 고압 연료 펌프에 의해 가압하여 커먼 레일로 전송하고, 커먼 레일 내에 일시 저장된 연료를 인젝터를 통해 엔진 내부에 분사하는 연료 분사 장치, 고압 연료 펌프의 하류 측의 고압 연료 압력을 측정하기 위한 고압 연료 압력 센서 및 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하는지 여부를 판단하고, 드리프트 발생 시에, 상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호를 사용하지 않고, 고압 연료 펌프 상류 측의 저압 연료 압력에 근거한 저압 제어를 통해 연료 압력 제어를 실시하는 엔진 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 엔진 제어 장치는, 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 근거한 고압 연료 압력값을 미리 정해진 압력값으로 치환하여 연료 압력 제어를 실시한 후, 고압 연료 펌프의 상류 측의 저압 연료 압력에 근거한 저압 제어를 통해 연료 압력 제어를 실시한다.
바람직하게는, 상기 엔진 제어 장치는 차량이 아이들 운전 상태에 있는 경우에 상기한 연료 압력 제어를 실시한다.
바람직하게는, 상기 엔진 제어 장치는, 차량의 운전 상태에 따른 연료 압력값에 관한 미리 정해진 맵을 구비하고, 해당 맵을 이용하여 미리 정해진 압력값이 결정되도록 한다.
본 발명은 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하였을 경우, 고압 연료 압력 센서의 출력값을 사용하지 않고, 미리 정해진 압력값 또는 고압 압력 펌프 상류의 저압 연료 압력을 이용하여 압력 제어를 수행함으로써, 신호 드리프트로 인한 엔진 시동 꺼짐을 효과적으로 억제하여 차량 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 GDI 엔진의 연료 공급 시스템 중 고압 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시동 꺼짐 방지 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시동 꺼짐 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따른 시동 꺼짐 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5A는 종래의 제어 방법에 따른 연료 압력 제어에서, 압력 센서 출력 신호의 드리프트의 발생 및 그 때의 엔진의 회전수 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5B는 본 발명에 따른 시동 꺼짐 방지 방법을 적용한 경우, 압력 센서 출력 신호의 드리프트의 발생 및 그 때의 엔진의 회전수 변화를 나타내는 그래프이다.
이하에서는 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시동 꺼짐 방지 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
본 발명에 따른 시동 꺼짐 방지 장치는, 고압 연료 펌프(50), 커먼 레일(60) 및 인젝터(70)를 포함하는 연료 분사 장치와 연료 분사 장치를 제어하여 시동 꺼짐을 방지하기 위한 엔진 제어기(10) 및 고압 연료 펌프(50) 하류의 고압 연료의 압력을 측정하기 위한 고압 연료 압력 센서(61) 및/또는 고압 연료 펌프(50) 상류의 저압 연료의 압력을 측정하기 위한 저압 연료 압력 센서(40)를 포함하여 구성된다.
먼저 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 시동 꺼짐 방지 장치가 적용될 수 있는 엔진의 연료 공급계에 대해서 설명한다.
연료 탱크(20)에는 지정된 연료가 저장되고, 연료 탱크(20)에 저장된 연료는 저압 연료 펌프(30)에 의해 소정의 저압으로 펌핑되어 고압 연료 펌프를 포함한 고압 시스템으로 공급된다. 엔진 제어기(1)는 목표 저압 압력값과, 저압 연료 압력 센서(40)로부터 측정되는 저압 연료 펌프(40) 하류의 연료 압력값을 이용하여 저압 연료 펌프(30)의 모터 액추에이터(BLDC 모터)(31)의 제어 듀티 값을 결정하고, 그에 따라 모터 액추에이터를 피드백 제어함으로써, 저압 연료 펌프(40)로부터 토출되는 연료가 소정의 저압을 달성할 수 있도록 제어한다.
저압 연료 펌프(40)로부터 토출되는 저압 연료는 고압 연료 펌프(50)에 의해 더한층 높은 압력으로 압축된다. 압축된 고압 연료는 커먼 레일(60)에 일시적으로 저장되고, 도시되지 않은 고압 연료 파이프를 통해 복수의 기통의 인젝터(70)로 공급되어 엔진의 복수의 기통 내부로 분사된다.
기통 내부로 공급되는 연료의 공급량은 상술한 바와 같이, 고압 연료의 압력값 및 인젝터를 제어하는 신호의 전기적인 펄스 시간에 따라 결정된다. 따라서, 목표로 하는 출력 토크를 얻기 위해, 엔진 제어기(10)는 필요한 분사 연료량 및 분사 연료량에 대응되는 목표 고압 연료 압력을 결정한다. 그리고, 엔진 제어기(10)는 고압 연료 압력 센서(61)를 이용하여 고압 연료 펌프(50)의 하류 측의 연료 압력을 측정한 다음, 측정된 고압 연료 압력이 목표 압력에 추종하도록, 고압 연료 펌프(50)의 모터 엑추에이터(61)의 제어 듀티값을 결정하고, 결정된 제어 듀티값에 따라 고압 연료 펌프(50)의 모터 엑추에이터(61)를 피드백 제어한다.
고압 연료 압력 센서(61)는 바람직하게는 도 3에서 도시된 바와 같이, 커먼 레일(60) 내부에 설치되어, 커먼 레일(60) 내부에 저장된 연료의 압력을 측정함으로써, 고압 연료 펌프(50) 하류에서의 고압 연료 압력을 측정한다. 그런데, 시간, 온도, 또는 어떤 원인에 기인하여, 도 5a 및 도 5b에서 도시하고 있는 바와 같이, 실제 연료 압력값과는 무관하게, 고압 연료 압력 센서(61) 출력 레벨이 급격하게 상승하거나 저하하는 드리프트 현상이 발생할 수 있다.
고압 연료 압력 센서(61)의 출력 신호에 드리프트가 발생함에도 불구하고, 그 출력값을 이용하여 계속 연료 압력 제어를 실시하게 되면, 측정된 연료 압력에 기초한 연료 분사량이, 요구되는 출력에 따른 바람직한 연료 분사량 대비 과도(리치)하거나 또는 지나치게 적게(린) 되는 문제가 발생한다. 그 결과 엔진의 회전수도 불안정하게 되어, 시동 꺼짐 문제가 발생된다. 특히 엔진의 회전수가 낮은 아이들 운전 구간에서는, 연료 압력 센서 신호에 드리프트가 발생될 경우 시동 꺼짐이 발생할 가능성이 비약적으로 높아진다.
이에 본 발명에서는, 상기한 문제점을 해결하고자, 엔진 제어기(10)는 연료 압력 센서 신호에 드리프트가 발생될 경우, 고압 연료 압력 센서(61)의 출력값을 사용하지 않고 압력 제어가 이루어질 수 있도록 하고 있다.
이를 위해 먼저 엔진 제어기(10)는 드리프트 발생 여부를 판단한다. 여기서, 드리프트가 발생 여부는, 목표 압력값과 측정된 연료 압력을 비교함으로써 판단할 수 있다. 예컨대, 목표 연료 압력값과, 고압 연료 압력 센서(61)에 의해 측정되는 고압 연료 압력값의 차이가 미리 정해진 기준값을 초과한 경우 드리프트가 발생한 것으로 합리적으로 의심할 수 있다. 다만, 측정 압력값의 급격한 변화가 압력 센서의 드리프트 현상에 의한 것이 아니라, 연료 공급 시스템의 순간적인 물리적 이상이나 노이즈, 기타 다른 원인에 의한 일시적인 현상일 수도 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 신호의 드리프트 발생 여부를 보다 명확히 하기 위하여, 목표 압력값과 측정된 연료 압력의 차이가 기준값을 초과한 경우, 타이머를 증가시킨다. 그리고, 타이머가 미리 정해진 값을 초과할 경우, 즉 목표 압력값과 측정된 연료 압력의 차이가 기준값을 초과하는 현상이 정해진 기준 이상 반복될 경우 드리프트가 발생한 것으로 판정한다.
한편, 고압 연료 압력 센서(61)의 출력 신호에 드리프트가 발생된 것으로 판단되는 경우, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 고압 압력 펌프(50)의 하류 측의 고압 압력에 기초하여 압력 제어를 실시하지 않고, 고압 압력 펌프(60) 상류 측의 저압 압력에 기초한 압력 제어만을 실시하는 저압 제어를 실시한다. 즉, 저압 연료 압력 센서(40)로부터 측정되는 측정값이, 목표 저압에 추종하도록 하는 제어를 실시한다. 저압 제어는, 저압 연료 펌프(30)의 모터 액추에이터(31)를 피드백 제어하거나 또는 저압 연료 펌프(30)와 고압 연료 펌프(50) 사이의 연료 공급관에 설치되는, 도시되지 않은 저압 연료 밸브의 개도를 조절함으로써 행할 수 있다. 차량의 아이들 주행 시에는 엔진의 회전수가 500~600rpm으로서 상대적으로 낮고, 연료 분사량이나 연료 압력의 변동량이 크지 않는 반면, 상술한 바와 같이, 시동 꺼짐 문제에 취약한 특성이 있다. 따라서, 아이들 주행 시에는 정밀한 연료 압력 제어보다는 시동 꺼짐 방지에 보다 가중치를 두는 제어가 행해질 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서는 고압 압력 펌프(50)의 하류 측의 고압에 기초한 고압 제어를 실시하지 않고, 고압 압력 펌프(50)의 상류 측의 저압에 기초한 저압 제어를 실시하여 시동 꺼짐을 방지하도록 한 것이다.
상기한 저압 제어를 통해, 압력 센서의 출력 신호 드리프트에 의한 시동 꺼짐을 어느 정도 억제하는 것이 가능하다. 그러나 고압 제어에서 저압 제어로 안정적으로 전환하는 과정에서는 일정한 시간이 필요하고, 그러한 시간 동안 잘못된 압력값으로 인해 시동 꺼짐이 발생할 가능성을 완전히 배제할 수 없다. 따라서, 신호 드리프트로 인한 시동 꺼짐을 보다 확실하게 억제하기 위해서는 보다 즉각적인 대응 방법이 필요하게 된다.
이를 위해, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에서는, 고압 연료 압력 센서(61)의 출력 신호에 드리프트가 발생된 것으로 판단되는 경우, 고압 압력 펌프(50)의 하류 측의 고압 압력으로서, 고압 연료 압력 측정 센서(61)의 출력값을 이용하지 않고, 미리 정해진 맵에 의해 결정되는 압력값을 사용하도록 한다. 이를 위해 엔진 제어기(10)는 차량의 운전상태, 특히 아이들 운전상태에 따른 고압 연료 압력값의 테이블을 맵으로서 저장하고 있다. 예컨대, 엔진의 아이들 회전수나 회전 토크와 같은 엔진의 상태변수에 대응되는 고압 연료 압력값이 테이블의 형태로 엔진 제어기(10)에 저장되어 있어, 엔진 제어기(10)는 이 테이블에 의거하여 차량의 운전 상태에 따라 적합한 고압 연료 압력값을 선택하고, 측정 연료 압력값을 선택된 고압 연료 압력값으로 치환한다. 그리고, 치환된 고압 연료 압력값을 실제 고압 연료 압력값으로 가정하여, 고압 압력 펌프(50) 하류 측의 압력이 목표 압력값이 되도록 압력 제어를 실시한다. 도 6B에서도 도시되어 있는 경우, 고압 연료 압력 센서(61)에 의해 측정된 압력값이 목표 압력값을 3.5MPa 이상 초과한 경우에도 측정 압력값을 미리 저장된 압력값으로 치환함으로써, 엔진의 회전수가 안정적으로 유지됨을 알 수 있다. 그 결과 드리프트 발생으로 인한 시동 꺼짐 문제가 해소될 수 있다.
그런데, 엔진 제어기(10)에 미리 저장된 압력값은 실제 고압 연료 압력값이 아니라 운전 상태에 따른 추정치에 불과하다. 따라서, 치환된 압력값을 이용하여 연료의 압력 제어나 연료 분사량 제어를 지속하기 어렵다.
따라서, 본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예에서는, 측정 압력값을 미리 저장된 압력값으로 치환한 다음 저압 제어로 전환하도록 한다. 측정 압력값을 미리 저장된 압력값을 치환함으로써 먼저 선제적이고 즉각적인 대응을 한 다음 저압 제어로 전환함으로써 시동 꺼짐 가능성을 확실하게 방지하는 것과 더불어 어느 정도 안정적인 연료 압력 제어 및 연료량 분사 제어가 이루어질 수 있도록 한 것이다. 바람직하게는, 측정 압력값을 미리 저장된 압력값으로 치환하여 고압 제어를 실시한 다음 미리 정해진 시간이 경과하면 바로 저압 제어로 전환될 수 있도록 한다.
엔진 제어기(10) 는 저압 제어로 전환된 이후에는 운전자에 의해 시동 키 오프 전까지 해당 운전 사이클 동안에는 저압 제어 상태를 그대로 유지한다. 그리고, 운전자에 의해 재시동이 이루어지고 나면, 상술한 드리프트 발생 여부를 판단하여, 드리프트가 발생하지 않는 것으로 판정되면, 저압 제어를 해제하고 다시 정상적인 고압 제어를 실시하도록 한다.
도 3는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시동 꺼짐 방법을 나타내는 순서도이다. 도 3에서 도시된 제어 방법은, 신호 드리프트가 발생된 경우, 저압 제어를 실시함으로써, 시동꺼짐을 방지하는 제어 방법에 관한 실시예이다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 엔진 제어기(10)는 먼저 현재 차량이 아이들 운전 상태에 있는지 여부를 판단한다(S10). 상술한 바와 같이, 아이들 운전 상태에서는 엔진의 회전수가 500~600rpm 정도로 상대적으로 낮아, 신호 드리프트에 의한 시동 꺼짐 문제가 발생할 가능성이 극히 높다. 한편, 반면에 시동 꺼짐 방지 제어를 위해, 기존의 고압 제어를 저압 제어로 전환하는 경우 요구 토크를 달성할 수 있도록 정확하게 연료 압력 제어 및 연료 분사량 제어를 하기 어렵다. 따라서, 아이들 운전 상태인 경우에 한하여 시동 꺼짐 방지 제어를 실시하고, 그 외의 운전 상태 인 경우, 고압 제어를 그대로 유지(S90)할 수 있도록, 먼저 아이들 상태 여부를 판단하는 것이다.
아이들 운전 상태인 것으로 판단되는 경우, 엔진 제어기(10)는 시동 후 소정 시간이 경과하였는지 여부를 판단한다(S20). 시동 후 일정 시간이 경과하기 전까지는 연료 압력이 안정화되지 않은 상태이기 때문에, 연료 압력과 목표 압력의 차이에 근거하여 신호의 드리프트 발생 여부를 판단하기 어렵다. 따라서, 시동 후 일정 시간이 경과하였는지 여부를 먼저 판단하여 일정 시간이 경과된 경우에만 신호의 드리프트 여부를 판단하연 그에 따른 제어를 실시하고, 시동 후 일정 시간 이내에는 고압 제어를 그대로 유지(S90)하도록 한다.
차량의 운전 상태가 아이들 상태이고, 시동 후 일정 시간이 경과된 것으로 판단되는 경우, 엔진 제어기(10)는 신호 드리프트 발생 여부를 판단하기 위하여, 고압 연료 압력 센서(61)를 이용하여 고압 연료 펌프(50) 하류 측의 고압 연료의 연료 압력을 측정한다(S30). 압력 신호에 드리프트가 발생하게 되면, 고압 연료 압력 센서(61)의 신호 레벨이 순간적으로 급격하게 변화하게 된다. 따라서, 측정된 고압 연료의 압력값이, 요구 토크를 달성하기 위한 목표 연료 압력값을 초과하는 경우가 발생한다. 따라서, 엔진 제어기(10)는 드리프트 발생 여부를 판단하기 위해 먼저, 고압 연료 압력 센서(61)에 의해 측정되는 고압 연료 압력값의 차이가 미리 정해진 기준값을 초과하였는지 판단한다(S40).
측정된 압력값이 목표 압력값을 기준치 이상 초과한 경우 드리프트가 발생한 것으로 합리적으로 의심할 수 있다. 다만, 신호 드리프트 발생 여부를 확정하기 위하여, 측정된 압력값이 목표 압력값을 기준치 이상 초과하는 현상이 반복적으로 나타나고 있는지 판단할 필요가 있다. 이를 위해, 엔진 제어기(10)는 측정된 압력값이 목표 압력값을 기준치 이상 초과한 경우 타이머를 1 증가 시키고(S50). 증가된 결과 타이머가 미리 정해진 기준값을 초과한 경우, 즉 목표 압력값과 측정된 연료 압력의 차이가 기준값을 초과하는 현상이 정해진 기준 이상 반복될 경우 드리프트가 발생한 것으로 판정한다(S60). 타이머는 운전자에 의해 시동 오프되면 0으로 리셋되며 다음 운전 사이클에서 다시 적산된다.
고압 연료 압력 센서(61)에 의한 측정 결과, 압력 센서 신호에 드리프트가 발생한 것으로 판단되는 경우, 고압 압력 펌프(50)의 하류 측의 고압 압력에 기초하여 압력 제어를 실시하지 않고, 고압 압력 펌프(60) 상류 측의 저압 압력에 기초한 압력 제어만을 실시하는 저압 제어를 실시한다(S70). 즉, 저압 연료 압력 센서(40)로부터 측정되는 측정값이, 목표 저압에 추종하도록 하는 제어를 실시한다. 이를 통해, 고압 연료 압력 센서(61)의 신호의 드리프트에 의한 영향을 차단하여 시동 꺼짐을 방지할 수 있다.
단계 S70에서의 저압 제어는, 운전자에 의해 시동이 오프(S80)될 때까지 지속된다. 그리고, 운전자에 의해 재시동이 이루어지고 나면, 드리프트 발생 여부를 다시 판단하여, 드리프트가 발생하지 않는 것으로 판정되면, 저압 제어를 해제하고 다시 정상적인 고압 제어를 실시하도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따른 시동 꺼짐 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4에서 도시된 제어 방법은, 도 3에서 도시된 제어 방법과는 달리, 신호 드리프트가 발생된 경우, 저압 제어를 실시하지 않고, 고압 연료 압력값을 미리 정해진 압력값으로 치환하여 고압 제어를 실시함으로써, 엔진의 시동 꺼짐을 방지한다. 도 3에서 도시된 단계와 실질적으로 동일한 단계에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.
도 4에서 도시된 바와 같이, 단계 S150에서, 압력 센서 신호에 드리프트가 발생한 것으로 판단되는 경우, 엔진 제어기(10)는 고압 압력 펌프(50)의 하류 측의 고압 압력으로서, 고압 연료 압력 측정 센서(61)의 출력값을 이용하지 않고, 미리 정해진 맵에 의해 결정되는 압력값을 사용하도록 한다. 예컨대, 엔진의 아이들 회전수나 회전 토크와 같은 엔진의 상태변수에 대응되는 고압 연료 압력값으로 구성되는 테이블로부터, 현재 차량의 운전 상태에 따라 적합한 고압 연료 압력값을 선택하고, 측정 연료 압력값을 선택된 고압 연료 압력값으로 치환한다. 그리고, 치환된 고압 연료 압력값을 실제 고압 연료 압력값으로 가정하여, 고압 압력 펌프(50) 하류 측의 고압 연료의 압력이 목표 압력값이 되도록 하는 고압 제어를 진행한다(S160). 이를 통해, 도 3에서 도시된 저압 제어와 마찬가지로, 고압 연료 압력 센서(61)의 신호의 드리프트에 의한 영향을 차단하여 시동 꺼짐을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 엔진 제어기(10)는 고압 연료의 압력값에 대한 치환이 이루어진 후 소정 시간이 경과되는 지 여부를 판단한다(S170). 압력 센서의 신호에 드리프트가 발생된 것으로 판단되는 경우, 그 즉시 시동 꺼짐이 발생될 가능성이 현저히 높아지기 때문에, 즉각적으로 먼저 고압 연료의 압력값을 안정된 목표값으로 치환할 필요가 있다. 그러나, 치환된 압력값은 실제 연료 압력값이 아니기 때문에, 요구 토크를 달성하기 위한 정확한 연료 압력 제어나 연료 분사 제어가 어렵다. 따라서, 소정 시간이 경과한 것으로 판단되는 경우, 고압 연료 펌프(50)의 하류측 압력을 기준으로 압력제어하는 고압 제어로부터 도 3에서 도시된 바와 같은 저압 제어로 전환한다(S180).
도 5a는 종래 제어 방법을 적용한 경우에 있어서, 고압 압력 센서 신호에 드리프트가 발생하는 경우 엔진의 회전수의 변화를 나타내고 있다. 도 6a에서 도시된 내용에 의하면, 특정 시점에서 측정된 고압 연료의 압력값이 목표 압력값 대비 3.5MPa를 초과하고 있다. 이를 통해 해당 시점에서 압력 센서의 신호에 드리프트가 발생하고 있음을 알 수 있다. 한편, 도 5a의 도시 내용에 의하면 드리프트 발생 직후 엔진의 회전수가 급격하게 불안정하게 되는 것을 알 수 있다. 즉, 고압 연료의 연료 압력값이 급격히 변동한 결과, 고압 연료의 압력값에 근거한 엔진으로 공급되는 연료량도 변동되어 엔진의 구동이 불안정하게 됨을 알 수 있다. 그 결과 엔진에 스톨이 발생하게 되었다.
한편, 도 5b는 본 발명에 따른 시동 꺼짐 방지 방법을 적용한 경우에 있어서, 고압 압력 센서 신호에 드리프트가 발생하는 경우 엔진의 회전수의 변화를 나타내고 있다. 도 5a에서 도시된 경우와 마찬가지로 특정 시점에서 측정된 고압 연료의 압력값이 목표 압력값 대비 3.5MPa를 초과하고 있어, 신호에 드리프트가 발생함을 알 수 있다. 그러나, 드리프트가 발생한 고압 압력 센서의 신호를 그대로 사용한 도 5a의 결과와는 달리, 도 5b에서 도시된 실시예에서는, 측정된 고압 연료 압력값을 미리 정해진 압력값으로 치환하였다. 그 결과, 압력 제어의 근거가 되는 고압 연료 압력값이 일정하게 유지되어, 엔진의 회전수가 안정적으로 유지됨으로써, 시동 꺼짐 문제가 발생하지 않고 있음을 알 수 있다.
10: 고압 연료 펌프 20: 연료 탱크
30: 저압 연료 펌프 31: 모터 액추에이터(저압 연료 펌프)
40: 저압 연료 압력 센서 50: 고압 연료 펌프
51: 모터 액추에이터(고압 연료 펌프) 60: 커먼 레일
61: 고압 연료 압력 센서 70: 인젝터

Claims (12)

  1. 연료 탱크 내에 저장된 연료를 고압 연료 펌프에 의해 가압하여 커먼 레일로 전송하고, 커먼 레일 내에 일시 저장된 연료를 인젝터를 통해 엔진 내부에 분사하는 연료 분사 장치를 구비한 차량의 시동 꺼짐 방지 방법에 관한 발명으로서,
    상기 고압 연료 펌프의 하류 측의 연료 압력을 측정하기 위한 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 근거한 고압 연료 압력값을 미리 정해진 압력값으로 치환하여 연료 압력 제어를 실시하는 단계;
    상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하는지 여부를 판단하는 단계는,
    목표 연료 압력과, 상기 고압 연료 압력 센서로부터 측정되는 실제 연료 압력과의 압력 차이가 일정값 이상인지 여부를 판단하는 단계:
    상기 압력 차이가 일정값 이상인 경우, 카운터를 증가시키는 단계:
    상기 카운터가 일정값 이상인 경우, 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생한 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 방법.
  2. 연료 탱크 내에 저장된 연료를 고압 연료 펌프에 의해 가압하여 커먼 레일로 전송하고, 커먼 레일 내에 일시 저장된 연료를 인젝터를 통해 엔진 내부에 분사하는 연료 분사 장치를 구비한 차량의 시동 꺼짐 방지 방법에 관한 발명으로서,
    상기 고압 연료 펌프의 하류 측의 연료 압력을 측정하기 위한 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생한 것으로 판단되는 경우,
    상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호를 사용하지 않고, 고압 연료 펌프 상류 측의 저압 연료 압력에 근거한 저압 제어를 통해 연료 압력 제어를 실시하는 단계;
    상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하는지 여부를 판단하는 단계는,
    목표 연료 압력과, 상기 고압 연료 압력 센서로부터 측정되는 실제 연료 압력과의 압력 차이가 일정값 이상인지 여부를 판단하는 단계:
    상기 압력 차이가 일정값 이상인 경우, 카운터를 증가시키는 단계:
    상기 카운터가 일정값 이상인 경우, 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생한 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 근거한 고압 연료 압력값을 미리 정해진 압력값으로 치환하여 연료 압력 제어를 실시한 후,
    상기 고압 연료 펌프의 상류 측의 저압 연료 압력에 근거한 저압 제어를 통해 연료 압력 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    차량이 현재 아이들 운전 상태에 있는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    차량이 아이들 운전 상태에 있는 경우에, 상기 연료 압력 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 미리 정해진 압력값은, 차량의 운전 상태에 따른 연료 압력값에 관한 미리 정해진 맵으로부터 정해지는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    시동 후 소정 시간이 경과되었는지 여부를 판단하는 단계;
    시동 후 소정 시간이 경과한 것으로 판단되는 경우, 상기 연료 압력제어를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 방법.
  8. 연료 탱크 내에 저장된 연료를 고압 연료 펌프에 의해 가압하여 커먼 레일로 전송하고, 커먼 레일 내에 일시 저장된 연료를 인젝터를 통해 엔진 내부에 분사하는 연료 분사 장치,
    상기 고압 연료 펌프의 하류 측의 고압 연료 압력을 측정하기 위한 고압 연료 압력 센서 및
    상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하는지 여부를 판단하고, 드리프트 발생 시에, 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 근거한 고압 연료 압력값을 미리 정해진 압력값으로 치환하여 연료 압력 제어를 실시하는 고압 연료 펌프를 구비하고,
    목표 연료 압력과, 상기 고압 연료 압력 센서로부터 측정되는 실제 연료 압력과의 압력 차이가 일정값 이상인지 여부를 판단해, 상기 압력 차이가 일정값 이상인 경우 카운터를 증가시키고,
    상기 카운터가 일정값 이상인 경우, 상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 상기 드리프트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 장치.
  9. 연료 탱크 내에 저장된 연료를 고압 연료 펌프에 의해 가압하여 커먼 레일로 전송하고, 커먼 레일 내에 일시 저장된 연료를 인젝터를 통해 엔진 내부에 분사하는 연료 분사 장치,
    상기 고압 연료 펌프의 하류 측의 고압 연료 압력을 측정하기 위한 고압 연료 압력 센서 및
    상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 드리프트가 발생하는지 여부를 판단하고, 드리프트 발생 시에, 상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호를 사용하지 않고, 고압 연료 펌프 상류 측의 저압 연료 압력에 근거한 저압 제어를 통해 연료 압력 제어를 실시하는 엔진 제어 장치를 구비하고,
    목표 연료 압력과, 상기 고압 연료 압력 센서로부터 측정되는 실제 연료 압력과의 압력 차이가 일정값 이상인지 여부를 판단해, 상기 압력 차이가 일정값 이상인 경우 카운터를 증가시키고,
    상기 카운터가 일정값 이상인 경우, 상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 상기 드리프트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 엔진 제어 장치는, 상기 고압 연료 압력 센서의 출력 신호에 근거한 고압 연료 압력값을 미리 정해진 압력값으로 치환하여 연료 압력 제어를 실시한 후, 상기 고압 연료 펌프의 상류 측의 저압 연료 압력에 근거한 저압 제어를 통해 연료 압력 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 엔진 제어 장치는 차량이 아이들 운전 상태에 있는 경우에 상기한 연료 압력 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 엔진 제어 장치는, 차량의 운전 상태에 따른 연료 압력값에 관한 미리 정해진 맵을 구비하고, 상기 맵을 이용하여 상기 미리 정해진 압력값이 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 시동 꺼짐 방지 장치.
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