KR20070028017A

KR20070028017A - 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법

Info

Publication number: KR20070028017A
Application number: KR1020050080067A
Authority: KR
Inventors: 이우직
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-12
Also published as: JP2007064204A; ITMI20060825A1; CN100412343C; KR100706349B1; CN1924333A; NL1031696C2; NL1031696A1; AU2006201751B2; AU2006201751A1

Abstract

본 발명은 엘피아이(LPI) 엔진 시동시 주차시간별로 시동대기램프 최대 점등시간을 제한하여 연료의 기상화 정도에 따라 최적의 시동 대기시간을 선정함으로써 필요 이상 시동대기하는 불편함을 개선시키기 위한 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법에 관한 것으로, 키 스위치가 이그니션 온(on) 상태로 되어 타이머가 작동되면 적산된 주차 시간이 엘피아이 제어용 전자 제어 유닛(ECU)으로 보내지는 단계; 상기 전자 제어 유닛이 별도의 타이머를 스타트하여 램프 및 연료 펌프를 온 상태로 되게 하는 단계; 엔진의 피씨디(PCD) 시동 또는 피씨디 재시동 조건들을 확인하고 연료압이 상기 조건들을 위한 목표치에 도달하였는가를 확인하는 단계; 냉각수 온도 조건을 기준치와 비교하여서 기준치 이상이면 열간 조건의 전단계 사이클인 엔진 작동시간을 확인하고 기준치 이하이면 엘피아이 제어용 타이머를 확인하는 단계; 상기 엔진 작동시간을 기준치와 비교하여서 기준치 이상이면 엘피아이 제어용 타이머를 확인하여 램프 온 시간을 체크하는 단계; 상기 램프 온 시간이 초과되면 램프 오프 상태로 되게 하고 초과되지 않을 경우에는 다시 연료압 목표치 도달 유무를 확인하는 단계; 및 상기 엘피아이 제어용 클락을 이용하여 타이머를 재설정하는 단계(S121);를 포함하여 이루어지게 함으로써, 차량의 주차후 최적의 엔진 시동성을 확보하여 엘피아이 차량의 상품성이 개선되는 효과를 제공한다.

엘피아이, 엔진, 시동, 주차

Description

엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법{A method for controlling starting performance in vehicle adopting LPI engine}

도 1은 일반적인 엘피아이(LPI) 엔진의 시스템 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법을 도시한 흐름도.

도 3a 및 도 3b는 주차 시간대별 열간 시동성 확인 결과를 나타낸 그래프.

본 발명은 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘피아이(LPI) 엔진 시동시 주차시간별로 시동대기램프 최대 점등시간을 제한하여 연료의 기상화 정도에 따라 최적의 시동 대기시간을 선정함으로써 필요 이상 시동대기하는 불편함을 개선시키기 위한 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 엘피아이(LPI; LPG Injection) 엔진이란, 연료의 증기 압력만으로 연료를 밀어내는 기존의 엘피지(LPG) 엔진과는 달리, 도 1에 도시된 바와 같이, 봄베(10) 내에 연료 펌프(11)를 설치하여 액상의 엘피지 연료를 연료라인을 통하여 압송한 후 가스 인젝터(gas injector, 12)를 통하여 액상의 연료를 분사하는 구조로 되어있다.

그러나, 엘피지는 기본적으로 기체연료이기 때문에 엔진(20)의 복사열을 받아 온도가 증가되어서 포화증기압이 직선적으로 증가함에 따라 연료 라인 내의 압력이 상승하게 되어 연료 라인 상태의 연료를 항상 액상으로 유지한다는 것은 상당히 어렵다.

즉, 열간(hot) 상태의 엔진을 시동 오프(off)하게 되면, 엔진 룸내 연료의 온도는 서서히 상승하게 되고, 결국 기화가 진행됨으로써 연료 라인내 상태는 액기상 혼재 상태로 되며, 시간이 경과할 수록 기상이 증가되는 상태로 된다.

특히, 엘피지의 경우 액상에서 기상으로 변하게 되면 부피가 약 250배로 증가되기 때문에 약간의 기상이라도 존재하는 상태로 연료를 분사하게 되면 혼합기에서의 연료부족에 의한 시동성이 악화되는 현상이 발생하게 된다.

즉, 열간조건 주행 후 시동시 엔진의 주차시간에 따라 엔진룸내 연료의 액기상 비율이 다르게 되고 따라서 시동성도 차이를 보이게 되는 것이다.

종래의 경우 시동 오프 후 30분 이상 경과한 피시디(PCD) 시동시의 경우는, 먼저 무조건 일정 시간 동안 연료펌프를 작동시켜 엔진룸 내부 연료를 충분히 액화시킨 후 분사시키는 기술을 적용하였고, 시동 오프 상태에서 짧은 시간 후(2분 이내) 재시동하는 경우와 같이 연료 라인내 기상화 진행전 상태에서는 재시동으로 인식 대기시간 없이 바로 시동이 걸리도록 하였으며, 이들 중간의 경우는 목표압 도달 여부 확인 후 오알(OR) 대기램프 최대시간 이후에야 시동이 가능하게 되도록 되 어있다.

이때, 연료펌프작동은 운전석 클러스터 내에 설치된 시동대기 유도 램프 온( on) 시간(현재 2.0 내지 3.5초로 시동시 연료온도와 엘피지조성의 함수)동안 행하게 되며, 이 기간중 크랭킹하는 경우에는 연료가 분사되지 않는다

액상변환 목표압(인젝터 내부 온도의 함수)을 설정하여 운전자가 이그니션 온(IG on)만을 유지하게 되면, 먼저 연료펌프를 구동시키고 상기 목표압 이상이 되어야 시동대기 유도램프를 소등함과 동시에 연료분사를 가능하게 함으로써 해결가능하나, 이의 문제점은 시동 오프후 시간대별 인젝터 내부 온도를 정확히 모델링하는 것이 어렵다는 점이다.

즉, 시동 오프전 고부하운전 또는 아이들방치와 같은 운전조건과 주차시간 및 주차 조건에 따라 인젝터 내부 온도가 다르게 되고 당연히 목표압도 다르게 되기 때문에, 연료 온도를 정확히 모델링하여 목표압을 설정한다는 것은 사실상 불가능한 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 엘피아이(LPI) 엔진 시동시 주차시간별로 시동대기램프 최대 점등시간을 제한하여 연료의 기상화 정도에 따라 최적의 시동 대기시간을 선정함으로써 필요 이상 시동대기하는 불편함을 개선시키기 위한 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법을 제공하는 데에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시예는, 주차시간별로 시동대기램프의 최대점등시간을 제한함으로써 엔진의 시동성을 향상시키기 위한 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법에 있어서, 키 스위치가 이그니션 온(on) 상태로 되어 타이머가 작동되면 내부의 클락(clock)에 의해 적산된 주차 시간이 씨에이엔 라인(CAN line)을 통해 엘피아이 제어용 전자 제어 유닛(ECU)으로 보내지는 단계; 상기 전자 제어 유닛이 별도의 타이머를 스타트하여 램프를 온 상태로 되게 하는 단계; 상기 전자 제어 유닛이 별도의 타이머를 스타트하여 연료 펌프를 구동시키는 단계; 엔진의 피씨디(PCD) 시동 또는 피씨디 재시동 조건을 확인하는 단계; 연료압이 피씨디(PCD) 시동 또는 재시동을 위한 목표치에 도달하였는가를 확인하는 단계; 냉각수 온도 조건을 을 기준치와 비교하여 확인하는 단계; 상기 냉각수 온도가 기준치 이상이면 열간 조건의 전단계 사이클인 엔진 작동시간을 확인하는 단계; 상기 엔진 작동시간을 기준치와 비교 확인하는 단계; 상기 엔진 작동시간이 기준치 이상이면 엘피아이 제어용 타이머를 확인하여 램프 온 시간을 체크하는 단계; 상기 램프 온 시간이 초과되면 램프 오프 모드로 되게 하고 초과되지 않을 경우에는 다시 연료압 목표치 도달 유무를 확인하는 단계; 상기 램프 온 시간이 초과되면 램프를 오프하는 단계; 및 상기 엘피아이 제어용 클락을 이용하여 타이머를 재설정하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법을 도시한 흐름도이며, 도 3a 및 도 3b는 주차 시간대별 열간 시동성 확인 결과를 나타낸 그래프이다.

여기서는 일반적인 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법에서는, 우선 키 스위치가 이그니션 온(on) 상태로 되면 냉각수 온도, 흡기 온도, 및 연료 온도가 입력되고, 전 구동사이클 엔진 작동시간을 인식하고, 연료 펌프가 작동하기 시작하고, 타이머가 작동되며, 내부의 클락(clock)에 의해 적산된 주차 시간이 씨에이엔 라인(CAN line)을 통해 엘피아이 제어용 전자 제어 유닛(ECU)으로 보내진다(단계 S110).

여기서, 작동시간은 현재의 이그니션 온 직전의 구동 사이클 동안 엔진 운전의 누적시간을 의미하는 것으로, 전 사이클 시동이 온 상태, 즉 엔진이 가동되어 시동이 오프되는 시점까지의 시간을 나타낸다.

또한, 주차 시간은 엔진 시동을 오프함과 동시에 전자 제어 유닛 내부 카운터 작동이 재설정되어 다음 사이클 엔진 시동 시까지 카운터되는 시간을 나타낸다.

즉, 상기 주차 시간 적산은 엔진 시동 오프 시부터 전자 제어 유닛 내부 카운더 작동(LPC)까지가 된다.

상기 주차 시간에 대한 정보를 받은 전자 제어 유닛은 별도의 타이머를 스타트하여 램프를 온 상태로 되게 한다(단계 S111).

또한, 상기 전자 제어 유닛은 별도의 타이머를 스타트하여 연료 펌프를 구동 시키는데, 이때 연료조건 f(프로판, 연료온도)에 의거하여 연료펌프 속도를 결정한다(단계 S112).

여기서는, 엔진의 시동성 확보를 위해서 초기의 고속 작동시에 발생될 펌프의 소음 문제를 감수해야 한다.

그 다음, 엔진의 시동 오프 후 주차 경과시간에 따라 연료 라인내 연료 상태가 상이하여 엔진의 피씨디(PCD) 시동 조건 또는 피씨디 재시동 조건을 확인하는 것으로(단계 S113), 이는 상기 피씨디 시동 조건에서는 열간 상태에서 시동 오프시 30분이 경과되면 재시동되고(이때, 엔진룸내 연료 라인은 기상상태임), 상기 피씨디 재시동 조건에서는 열간 상태에서 시동 오프시 2분 이내에 재시동 되며(이때, 엔진룸내 연료라인은 기상화 진행 이전상태임), 상기 피씨디 시동 조건과 피씨디 재시동 조건의 중간에서는 주차 시간에 따라 기상화 조건이 상이하여 주차 시간대별 최대 램프 온 시간을 별도로 설정할 필요가 있는가를 확인하여 결정한다.

상기 피씨디 시동 또는 재시동 조건이 확인되어서 각 조건에 부합되면 리턴하고 부합되지 않으면 연료압이 피씨디 시동 또는 재시동을 위한 목표치에 도달하였는가를 확인한다(단계 S114).

확인 결과 연료압이 목표치에 도달하지 않았으면 냉각수 온도 조건을 기준치와 비교하여 확인하여서, 만약 냉각수 온도가 기준치 이하의 경우에는 작동시간과 무관하게 주차 시간대별 최대 램프 온 시간을 별도로 설정하여 적용하고, 냉각수 온도가 기준치 이상이면 엘피아이 제어용 타이머를 확인한다(단계 S115).

또한, 상기 냉각수 온도가 기준치 이상이면 열간 조건의 전단계 사이클인 엔 진 작동시간을 확인하는 것으로(단계 S116), 이때는 열간상태 전단계에서 사이클 엔진작동시간이 너무 짧을 경우를 제외하고는 냉각수 온도가 기준치 이상이 되어야 하고 또한 다음 단계의 작동시간이 기준치 이상이 되어야 한다.

그 다음, 상기 엔진 작동시간을 기준치와 비교하여 확인하는 단계로서, 상기 작동시간이 기준이 이상이면 엘피아이 제어용 타이머를 확인하지만 반대로 작동시간이 기준치 이하가 되면 연료압이 목표치에 도달되었는가를 재확인해야 한다(단계 S117).

즉, 상기 엔진 작동시간이 기준치 이상이면 엘피아이 제어용 타이머를 확인하여 램프 온 시간을 체크하는 것으로, 이는 전자 제어 유닛 입력치인 0.5 내지 2.5초를 확인한다(단계 S118).

그러나, 만약 상기 엔진 작동시간이 기준치 이하이면 시동시 램프 작동 최대시간인 램프 온 최대시간을 확인하여 최대 시간을 초과하지 않을 때 다시 연료압 목표치 도달 유무를 확인해야 하는 것으로(단계 S122), 이때는 엔진온도가 낮을 경우 연료온도도 낮아 기상이 발생할 가능성이 적어 전단계 사이클 엔진 운영 시간을 고려하지 않는다.

상기 램프 온 시간이 초과되면 램프 오프 모드로 되게 하고 초과되지 않을 경우에는 다시 연료압 목표치 도달 유무를 확인하는 것으로(단계 S119), 상기 주차 시간별 램프 온 시간이 초과되면 연료압 목표치 도달 유무에 상관없이 램프가 오프되게 한다.

여기서는, 엔진이 충분히 작동된 후 시동 오프 상태에서는 주차 시간이 짧을 수록 연료 라인내 기상 비율이 낮아 목표압에 도달되지 않아도 엔진의 시동성에는 별다른 문제가 없다.

상술된 바와 같이 상기 램프 온 시간이 초과되면 램프가 오프된다(단계 S120).

상기 램프가 오프된 후에는 상기 엘피아이 제어용 클락(clock)을 이용하여 타이머를 재설정한다(단계 S121).

이때, 상기 엘피아이 제어용 클락의 작동은 전자 제어 유닛 내부 카운더 작동(LPC)과는 별도로 이그니션 온시 작동된다.

한편, 엔진의 열간 상태에서 시동후 연료온도가 안정화되기도 전에 시동을 오프하는 경우와 같이 엔진 작동시간이 너무 짧을 경우에는 시동을 오프하자마자 기상발생율이 증가하기 때문에 이러한 경우에는 주차 시간별 램프 온시간 제한의 예외로 한다.

그러나, 엔진이 완전히 열간 상태가 아닌 경우에는 기상 발생도가 낮기 때문에 전단계 운전 사이클의 엔진 작동시간과 무관하게 주차시간별 램프 온 시간 제한을 행한다.

상기 주차 시간별 램프온 시간제한이 경과하면 연료압과 무관하게 램프 오프를 제어하며, 제한시간 이전에 연료압이 목표압을 초과할 경우에도 물론 램프 오프를 제어한다.

도 3a 및 도 3b는 동일한 조건에서 주차 시간대별 열간 시동성 확인 결과를 나타낸 그래프다.

도 3a에 나타낸 바와 같이 주차 시간을 5분으로 할 때는 연료 온도가 70℃이고, 흡기 온도가 67℃이며, TM온도가 141℃인 것으로 관찰되었으며, 도 3b의 그래프와 같이 주차 시간을 15분으로 할 때는 연료 온도가 67℃이고, 흡기 온도가 70℃이며, TM온도가 129℃인 것으로 관찰되었다.

따라서, 상기 그래프들을 통해서 알 수 있는 바와 같이, 주차 시간에 따라 연료의 기상 비율은 증가하나, 시동의 기준이 되는 램프 온 시간은 동등한 수준을 보였다.

또한, 엔진의 주차 시간대별 연료압 목표치는 별도로 설정해야 하고 최대 램프 온 시간 또한 제한할 필요가 있음을 나타내고 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법을 이용하면, 엘피아이(LPI) 엔진 시동시 주차시간별로 시동대기램프 최대 점등시간을 제한하여, 연료의 기상화 정도에 따라 최적의 시동대기시간을 선정함으로써 필요 이상 시동 대기하는 불편함을 개선시키고 결국 최적의 시동성을 확보하여 엘피아이 차량의 상품성을 현저히 개선시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

주차시간별로 시동대기램프의 최대점등시간을 제한함으로써 엔진의 시동성을 향상시키기 위한 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법에 있어서,

키 스위치가 이그니션 온(on) 상태로 되어 타이머가 작동되면 내부의 클락(clock)에 의해 적산된 주차 시간이 씨에이엔 라인(CAN line)을 통해 엘피아이 제어용 전자 제어 유닛(ECU)으로 보내지는 단계(S110);

상기 전자 제어 유닛이 별도의 타이머를 스타트하여 램프를 온 상태로 되게 하는 단계(S111);

상기 전자 제어 유닛이 별도의 타이머를 스타트하여 연료 펌프를 구동시키는 단계(S112);

엔진의 피씨디(PCD) 시동 또는 피씨디 재시동 조건을 확인하는 단계(S113);

연료압이 피씨디(PCD) 시동 또는 재시동을 위한 목표치에 도달하였는가를 확인하는 단계(S114);

냉각수 온도 조건을 기준치와 비교하여 확인하는 단계(S115);

상기 냉각수 온도가 기준치 이상이면 열간 조건의 전단계 사이클인 엔진 작동시간을 확인하는 단계(S116);

상기 엔진 작동시간을 기준치와 비교하여 확인하는 단계(S117);

상기 엔진 작동시간이 기준치 이상이면 엘피아이 제어용 타이머를 확인하여 램프 온 시간을 체크하는 단계(S118);

상기 램프 온 시간이 초과되면 램프 오프 상태로 되게 하고 초과되지 않을 경우에는 다시 연료압 목표치 도달 유무를 확인하는 단계(S119);

상기 램프 온 시간이 초과되면 램프를 오프하는 단계(S120); 및

상기 엘피아이 제어용 클락을 이용하여 타이머를 재설정하는 단계(S121);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 엔진 작동시간을 확인하는 단계(S117)에서 작동시간이 기준치 이하일 경우에는, 램프 온 최대시간을 확인하여 최대 시간을 초과하지 않을 때 다시 연료압 목표치 도달 유무를 확인하는 단계(S122)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 엔진의 피씨디(PCD) 시동 또는 피씨디 재시동 조건을 확인하는 단계(S113)에서, 상기 피씨디 시동 조건은 열간 상태에서 시동 오프시 30분이 경과되면 재시동되고, 상기 피씨디 재시동 조건은 열간 상태에서 시동 오프시 2분 이내에 재시동 되며, 상기 피씨디 시동 조건과 피씨디 재시동 조건의 중간에서는 주차 시간대별 최대 램프 온 시간을 별도로 설정하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 주차 시간(soaking time) 적산은 엔진 시동 오프시부 터 전자 제어 유닛(ECU) 내부 카운더 작동(LPC)까지인 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 엘피아이 제어용 클락(clock)의 작동은 전자 제어 유닛 내부 카운더 작동(LPC)과는 별도로 이그니션 온(IG on)시 작동되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 냉각수 온도 확인 단계(S115)에서 냉각수 온도가 기준치 이하일 경우에는, 작동 시간과 무관하게 주차 시간대별 최대 램프 온 시간을 별도로 설정하여 적용하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 주차 시간별 램프 온 시간이 초과되면 연료압 목표치 도달유무에 상관없이 램프가 오프되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진이 장착된 차량의 시동성 제어방법.