KR20120059981A

KR20120059981A - 차량의 증발가스 처리장치 제어방법

Info

Publication number: KR20120059981A
Application number: KR1020100121513A
Authority: KR
Inventors: 류부열; 김명환; 류동명
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-06-11
Also published as: CN102486147B; US8677979B2; CN102486147A; US20120138022A1; DE102011052478A1; KR101262487B1

Abstract

본 발명은 캐니스터의 활성탄에 증발가스가 다량 포집되어 있는 경우를 선별하여 히터를 작동시킬 수 있도록 함으로써, 차량의 배터리 전력 소모를 최소화하면서도 증발가스 퍼지의 효율을 향상시켜서 증발가스의 차량 외부누출을 효과적으로 억제할 수 있도록 한 차량의 증발가스 처리장치 제어방법을 제공한다.

Description

차량의 증발가스 처리장치 제어방법{Evaporation Gas Treating Apparatus Control Method in Vehicle}

본 발명은 차량의 증발가스 처리장치 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐니스터의 활성탄에 증발가스가 다량 포집되어 있는가를 고려하여 보다 효율적인 증발가스 퍼지작용이 이루어질 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

차량의 연료탱크에 저장되어 있는 연료가 증발하여 대기중으로 방출되면 환경을 오염시키게 되므로, 연료탱크에서 발생된 연료증발가스는 외부로 누출되지 않도록 적절히 처리되어야 한다.

종래의 일반적인 차량에서는 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 캐니스터에 포집하였다가, 엔진의 작동중에 PCSV(Purge Control Solenoid Valve)로 엔진의 흡기측으로 퍼지하여 엔진 내에서 연소시키도록 하고 있다

최근의 하이브리드 차량이나 플러그인 하이브리드 차량 등의 경우에는, 엔진은 정지한 상태에서 차량의 주행이 모터만에 의해서 이루어지는 경우가 많으므로, 엔진이 장시간 작동되지 않는 경우나 기온이 높은 경우 등에는 연료탱크에서 과다한 연료증발가스가 발생하여 캐니스터의 포집 용량 초과로 연료증발가스가 대기중으로 방출될 염려가 더 높아진다.

따라서, 엔진이 작동되는 단시간 내에 캐니스터에 포집된 연료증발가스를 엔진으로 대량 퍼지시킬 수 있도록 하기 위해 히팅 캐니스터가 개발되었다.

상기 히팅 캐니스터는 히터가 구비되어 있어서, 캐니스터에 포집된 증발가스를 엔진으로 퍼지할 때 열을 가하게 되면, 상기 캐니스터의 활성탄에 포집되어 있던 증발가스가 상기 히터로부터의 열을 받아 보다 쉽게 활성탄으로부터 이탈되어 엔진으로 공급되도록 하는 것이다.

그런데, 증발가스의 퍼지시마다 상기 캐니스터의 히터를 작동시킨다면, 히터의 소비전력에 의해 배터리의 충전량이 소모되게 되고, 이는 하이브리드 차량의 전기주행 거리가 단축되도록 하므로, 차량의 상품성 및 연비 측면에 악영향으로 작용하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 캐니스터의 활성탄에 증발가스가 다량 포집되어 있는 경우를 선별하여 히터를 작동시킬 수 있도록 함으로써, 차량의 배터리 전력 소모를 최소화하면서도 증발가스 퍼지의 효율을 향상시켜서 증발가스의 차량 외부누출을 효과적으로 억제할 수 있도록 한 차량의 증발가스 처리장치 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 증발가스 처리장치 제어방법은

캐니스터의 흡착량이 많아서 캐니스터의 히터 가동이 필요한 상황인지를 판단하는 히터가동판단단계와;

상기 히터가동판단단계 수행결과, 히터의 가동이 필요한 경우, 캐니스터의 증발가스가 충분히 이탈될 정도로 상기 히터를 가동시키는 히터가동단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 캐니스터의 활성탄에 증발가스가 다량 포집되어 있는 경우를 선별하여 히터를 작동시킬 수 있도록 함으로써, 차량의 배터리 전력 소모를 최소화하면서도 증발가스 퍼지의 효율을 향상시켜서 증발가스의 차량 외부누출을 효과적으로 억제할 수 있도록 한다.

또한, 엔진이 오랜 기간 작동되지 않아서, 엔진의 보호 및 윤활유 변질 방지 등을 위해 엔진을 작동시켜야 하는 경우에도 히터를 미리 구동되도록 하여, 엔진의 동작과 함께 증발가스를 신속히 퍼지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명 차량의 증발가스 처리장치 제어방법을 도시한 순서도,
도 2는 도 1의 히터가동판단단계를 수행하는 일 실시예를 예시한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 캐니스터의 흡착량이 많아서 캐니스터의 히터 가동이 필요한 상황인지를 판단하는 히터가동판단단계(S100)와; 상기 히터가동판단단계(S100) 수행결과, 히터의 가동이 필요한 경우, 캐니스터의 증발가스가 충분히 이탈될 정도로 상기 히터를 가동시키는 히터가동단계(S200)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 히터가동판단단계(S100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 연료의 보급이 이루어진 경우, 차량이 장시간 방치된 경우, PCSV작동중 농후한 증발가스가 엔진으로 유입되는 경우, 연료탱크의 온도가 소정온도 이상으로 높은 경우, 온도가 심하게 상승할 경우들 중 적어도 하나 이상의 경우에 히터 가동이 필요한 상황으로 판단하도록 한다.

즉, 연료의 주유가 이루어지는 동안에는 연료탱크에서 증발가스의 발생이 많은 경향이 있으므로, 이를 상기 캐니스터의 히터 가동이 필요한 상황으로 인식하도록 한것으로서, 상기 연료의 보급이 이루어진 경우는, 현재의 연료량과 직전 연료량의 차이가 소정량인 A 리터 이상인 경우, 연료의 보급이 이루어진 것으로 판단하도록 하는 것이다.

또한, 차량이 장시간 방치되면 연료탱크에서 그 동안 발생한 증발가스가 캐니스터에 많이 축적되게 되므로, 이를 상기 캐니스터의 히터 가동이 필요한 상황으로 인식하도록 한 것이다.

상기 차량이 장시간 방치된 경우는, 현재시간과 최종적으로 퍼지가 일어난 시간과의 차이가 소정시간인 B분 이상인 경우, 차량이 장시간 방치된 것으로 판단하도록 한다.

상기 PCSV작동중 농후한 증발가스가 엔진으로 유입되는 경우는, 이미 캐니스터에 많은 양의 증발가스가 포집되어 있다는 것을 나타내는 것이므로, 엔진 및 PCSV가 작동하는 상황에서, 연료분사량이 통상의 연료분사량보다 작으면, 이를 농후한 증발가스가 PCSV작동에 의해 엔진으로 유입되는 상황으로 판단하도록 하여, 상기 히터의 작동이 필요한 상황으로 인식하도록 하는 것이다.

한편, 연료탱크의 온도가 높은 경우에는 내부의 연료로부터 증발가스가 다량 발생하게 되므로, 이를 상기 캐니스터의 히터가 작동되어야 할 상황으로 판단하도록 한 것이다.

상기 연료탱크의 온도가 소정온도인 C℃, 이상으로 높은 경우는, 연료탱크에 설치된 온도센서로부터의 신호에 의해 판단할 수도 있고, 차량에 장착되어 있는 외기온 센서로부터의 신호로 연료탱크의 온도를 추정하여 판단하도록 할 수도 있을 것이다.

또한, 차량 외기온의 온도가 높지는 않지만, 그 온도의 변화가 심하게 증가하여, 예컨대 단위시간당 온도변화 ΔT가 예컨대 D℃ 이상일 경우에는 연료탱크 내부의 증발가스 발생량이 많아지게 되므로, 이 경우도 캐니스터의 히터 작동이 필요한 경우로 인식하도록 할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 A, B, C, D는 실험 및 해석에 의해 당해 차량에 맞게 적절히 정해질 수 있을 것이다.

상기 히터가동단계(S200)에서는 PCSV의 작동과 히터의 작동이 동시에 이루어진 시간만을 누적하여, 상기 누적된 시간이 캐니스터에서 증발가스가 충분히 이탈될 정도로 미리 정해진 기준시간에 도달할 때까지, 상기 히터를 작동시킨다.

즉, 본 실시예의 상기 히터가동단계(S200)에서는, 상기 히터가 작동된 상황에서, 루프를 돌면서 엔진이 작동중이고 PCSV가 작동중인 것이 확인된 경우에만 카운트를 증가시켜, 상기 카운트가 소정값, 예컨대 도 1의 Z, 이상이 될 때까지 상기 루프를 돌도록 하고, 상기 카운트가 소정값 이상이 되면, 상기 히터의 작동을 멈추도록 하고 상기 카운트를 초기화시키는 것이다.

따라서, 일단 상기 히터가동단계(S200)가 시작되어 상기 카운트가 증가하고 있는 상황에서 엔진이 작동하지 않거나 PCSV의 작동이 멈춘 경우에는, 상기 루프를 빠져 나가지만, 상기 카운트를 기억하고 있다가, 다시 히터가동단계(S200)로 제어가 진입하면, 다시 루프를 돌면서 상기 카운트를 계속하여 누적하여 상기 소정값에 이르도록 함으로써, 히터가 작동하여 바로 꺼지게 되는 현상을 방지함과 아울러 가장 효율이 좋은 동안에만 히터의 작동이 이루어질 수 있도록 한다.

즉, 상기 소정값을 히터의 가열에 의한 캐니스터의 증발가스 이탈효율이 가장 좋은 범위의 시간을 나타내도록 결정함으로써, 일단 캐니스터의 히터가 동작해야 하는 상황이라고 판단되어 상기 히터가동단계(S200)가 시작되면 정해진 시간만큼 누적하여 히터를 가동하여, 효과적인 증발가스 이탈이 이루어지도록 하는 것이다.

상기 소정값은 상기 루프를 한 바퀴 도는데 걸리는 시간으로, 상기 히터의 가열에 의한 캐니스터의 증발가스 이탈효율이 가장 좋은 범위의 시간을 나누어 결정할 수 있을 것이며, 상기 히터의 가열에 의한 캐니스터의 증발가스 이탈효율이 가장 좋은 범위의 시간은 실험이나 해석 등에 의해 적절히 선정될 수 있을 것이다.

한편, 플러그인 하이브리드 차량의 경우 매일 충전하고 일정 거리만 운행하는 경우, 오랜 기간 동안 엔진이 작동하지 않는 경우가 있을 수 있는데, 이 경우 엔진의 각종 부품의 보호 및 윤활유의 변질 등을 방지하기 위해 엔진의 작동이 필요한 경우가 있으며, 본 발명은 이러한 경우에 캐니스터의 히터를 미리 구동하여 예열함으로써, 엔진의 구동과 함께 신속히 증발가스의 퍼지가 이루어지도록 한다.

즉, 본 발명은 배터리의 SOC(State Of Charge)와 무관하게 엔진의 보호를 위해 엔진의 구동이 필요한지를 판단하는 엔진보호판단단계(S300)와, 상기 엔진보호판단단계(S300) 수행결과, 엔진의 구동이 필요한 경우에는 PCSV퍼지를 요청하고 히터의 구동을 요청하면서, 상기 히터가동단계(S200)로 연결되도록 하는 엔진보호준비단계(S301)를 더 포함하여 구성됨으로써, 이어지는 상기 히터가동단계(S200)에 의해 미리 히터를 가동하여 엔진 구동시에 신속한 증발가스 퍼지가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

참고로, 도 1의 히터가동판단단계(S100)와 히터가동단계(S200) 사이에 위치한 엔진의 작동을 확인하는 과정 S10 및 PCSV가 작동중인지를 확인하는 과정 S20은, 상기 히터가동단계(S200)의 루프에 진입하기 전에, 엔진과 PCSV가 작동하는 상태를 확인하고 상기 엔진보호판단단계(S300)로 분기할 수 있도록 하기 위한 것이며, 순서도 중 Purge Request ON 신호는 엔진으로 PCSV를 통한 퍼지를 요청하는 신호로서, 비록 이 신호가 OFF라고 하더라도 엔진의 조건에 의해 실질적인 퍼지의 수행은 별도의 로직에 의해 진행하도록 하여, 히터의 제어와는 무관하게 엔진의 퍼지 작동이 이루어질 수 있는 것이다.

S100; 히터가동판단단계
S200; 히터가동단계
S300; 엔진보호판단단계
S301; 엔진보호준비단계

Claims

캐니스터의 흡착량이 많아서 캐니스터의 히터 가동이 필요한 상황인지를 판단하는 히터가동판단단계와;
상기 히터가동판단단계 수행결과, 히터의 가동이 필요한 경우, 캐니스터의 증발가스가 충분히 이탈될 정도로 상기 히터를 가동시키는 히터가동단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 증발가스 처리장치 제어방법.
청구항 1에 있어서, 상기 히터가동판단단계는
연료의 보급이 이루어진 경우, 차량이 장시간 방치된 경우, PCSV작동중 농후한 증발가스가 엔진으로 유입되는 경우, 연료탱크의 온도가 소정온도 이상으로 높은 경우, 온도가 심하게 상승할 경우들 중 적어도 하나 이상의 경우에 히터 가동이 필요한 상황으로 판단하는 것
을 특징으로 하는 차량의 증발가스 처리장치 제어방법.
청구항 2에 있어서,
상기 연료의 보급이 이루어진 경우는, 현재의 연료량과 직전 연료량의 차이가 소정량 이상인 경우, 연료의 보급이 이루어진 것으로 판단하고;
상기 차량이 장시간 방치된 경우는, 현재시간과 최종적으로 퍼지가 일어난 시간과의 차이가 소정시간 이상인 경우, 차량이 장시간 방치된 것으로 판단하며;
상기 PCSV작동중 농후한 증발가스가 엔진으로 유입되는 경우는, 엔진 및 PCSV가 작동하는 상황에서, 연료분사량이 통상의 연료분사량보다 작은 경우, 농후한 증발가스가 PCSV작동에 의해 엔진으로 유입되는 것으로 판단하는 것
을 특징으로 하는 차량의 증발가스 처리장치 제어방법.
청구항 2에 있어서,
상기 연료탱크의 온도가 소정온도 이상으로 높은 경우는, 차량에 장착되어 있는 외기온 센서로부터의 신호로 연료탱크의 온도를 추정하여 판단하는 것
을 특징으로 하는 차량의 증발가스 처리장치 제어방법.
청구항 2에 있어서,
상기 히터가동단계에서는 PCSV의 작동과 히터의 작동이 동시에 이루어진 시간만을 누적하여, 상기 누적된 시간이 캐니스터에서 증발가스가 충분히 이탈될 정도로 미리 정해진 기준시간에 도달할 때까지, 상기 히터를 작동시키는 것
을 특징으로 하는 차량의 증발가스 처리장치 제어방법.
청구항 5에 있어서,
상기 히터가동단계에서는, 상기 히터가 작동된 상황에서, 루프를 돌면서 엔진이 작동중이고 PCSV가 작동중인 것이 확인된 경우에만 카운트를 증가시켜, 상기 카운트가 소정값 이상이 될 때까지 상기 루프를 돌도록 하고;
상기 카운트가 소정값 이상이 되면, 상기 히터의 작동을 멈추도록 하고 상기 카운트를 초기화시키는 것
을 특징으로 하는 차량의 증발가스 처리장치 제어방법.
청구항 1 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
SOC와 무관하게 엔진의 보호를 위해 엔진의 구동이 필요한지를 판단하는 엔진보호판단단계와;
상기 엔진보호판단단계 수행결과, 엔진의 구동이 필요한 경우에는 PCSV퍼지를 요청하고 히터의 구동을 요청하면서, 상기 히터가동단계로 연결되도록 하는 엔진보호준비단계;
를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 증발가스 처리장치 제어방법.