KR20120068417A

KR20120068417A - 자동차의 엔진 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20120068417A
Application number: KR1020100130036A
Authority: KR
Inventors: 박한준
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-06-27

Abstract

자동차의 엔진 제어 방법 및 장치가 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, 연료 탱크의 연료를 바이퍼라이저를 통해 감압 및 기화시켜 흡입된 공기와 혼합한 후 인젝터로 제공하는 엔진 제어 유닛; 상기 바이퍼라이저의 온도를 상승시키기 위한 냉각수 온도를 측정하여 상기 엔진 제어 유닛으로 전송하는 냉각수 온도 센서; 및 운전자의 가속 의지 정보를 발생하여 상기 엔진 제어 유닛으로 전송하는 가속 패달을 포함하되, 상기 엔진 제어 유닛은, 시동 스위치가 온 상태이고 이후 가속 의지 정보가 수신될 때 상기 냉각수 온도 센서의 냉각수 온도가 기 정해진 임계값 이하인 경우 현재 수신된 냉각수 온도 대비 소정 시간과 기준 엔진 회전수를 설정한 후 상기의 소정 시간 동안 기준 엔진 회전수 이하로 엔진을 제어하도록 구비된다.

Description

자동차의 엔진 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING ENGINE OF CAR}

본 발명은 자동차의 엔진 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수 온도에 따라 기 설정된 소정 시간 동안 미리 정해진 기준 엔진 회전수로 엔진을 구동하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

자동차에 사용되는 연료 중 엘피지(Liquefied Petroleum Gas) 연료는 옥탄가가 높고 내열성이 우수하다는 특징과 연료비가 저렴하다는 장점이 있기 때문에 일부의 승용차와 승합차 등에 사용되고 있으며 대형차에도 적용시킬 예정에 있다.

상기 자동차의 엔진에 공급되는 엘피지 연료는 액상이며 이를 기화시키게 되면 공기와의 혼합성이 좋아 가연성이 놓기 때문에 가솔린과 경유에 비해 노킹이 잘 일어나지 않게 되며 베이퍼록(Vapor-Lock)이나 퍼컬레이션(Percolation)과 같은 현상의 발생을 방지할 수 있어 가솔린이나 디젤 연료의 대체 연료로서 그 적용 범위가 점차로 증가되고 있는 추세이다.

여기서, 상기 엘피지 연료 장치는 연료 펌프를 이용하여 엘피지 연료를 액상으로 인젝터에 공급하고, 이 인젝터를 통해 엘피지 연료를 실린더로 분사하며, 이 분사된 이 엘피지 연료는 공기가 혼합한 후 기화하여 엔진을 구동시킨다.

특히 엘피지 및 가솔린 겸용 차량은 엘피지 연료 사용이 필요한 기화기(Vaporizer)와 믹서(Mixer) 및 엘피지 연료 탱크(Bomber), 엘피지 연료의 공급을 제어하는 솔레노이드 밸브, 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 엔진 제어 유닛을 필수적으로 구비되어야 한다.

또한, 엘피지 및 가솔린 겸용 차량은 냉각수온도가 임계값 이하인 경우 대쉬 보드의 계기판에 가속 대기를 나타내는 경고등이 점등되도록 구비되고, 또한, 상기 기화기에는 임계값 이상의 온도를 가지는 냉각수를 순환하는 통로가 구비되어 있으며, 임계값 이상의 온도를 유지하기 위해 온도 감응형 히터가 다수개 설치되어 있다.

그러나, 이러한 경고등의 점등에도 불구하고, 냉각수의 온도가 임계값 이상에 도달하기도 전에 운전자의 가속이 요구되면, 기화 온도가 상온 5 ℃ 이하의 저온에서 충분히 기화되지 아니한 액상의 엘피지 연료가 그대로 인젝터를 통해 실린더 내로 분사되므로 연료가 지나치게 과농(over rich)한 공연비를 가진다. 따라서, 미연소되는 연료로 인해 배기 가스 배출량이 증가하여 환경 오염의 문제점이 발생하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉각수 온도가 기 정해진 임계값 이하인 경우 미리 설정된 소정 시간 동안 기준 엔진 회전수로 엔진을 구동함으로써, 저온으로 인한 기화되지 아니한 액상 연료가 그대로 인젝터에 전달될 때 발생하는 과농 공연비에 따른 배기 가스 배출을 줄일 수 있도록 한 자동차의 엔진 제어 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 기술적 과제는,

연료 탱크의 연료를 바이퍼라이저를 통해 감압 및 기화시켜 흡입된 공기와 혼합한 후 인젝터로 제공하는 엔진 제어 유닛;

상기 바이퍼라이저의 온도를 상승시키기 위한 냉각수 온도를 측정하여 상기 엔진 제어 유닛으로 전송하는 냉각수 온도 센서; 및

운전자의 가속 의지 정보를 발생하여 상기 엔진 제어 유닛으로 전송하는 가속 패달을 포함하되,

상기 엔진 제어 유닛은,

시동 스위치가 온 상태이고 이후 가속 의지 정보가 수신될 때 상기 냉각수 온도 센서의 냉각수 온도가 기 정해진 임계값 이하인 경우 현재 수신된 냉각수 온도 대비 소정 시간과 기준 엔진 회전수를 설정한 후 상기의 소정 시간 동안 기준 엔진 회전수 이하로 엔진을 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 소정 시간은 현재 냉각수 온도가 상기 임계값에 도달되는데 걸리는 시간인 것을 특징으로 한다.

상기 엔진 제어 유닛은,

운전자의 가속 의지에 따라 설정된 목표 엔진 회전수와 냉각수 온도에 따른 기준 엔진 회전수를 비교하고,

비교 결과 목표 엔진 회전수가 기준 엔진 회전수보다 큰 경우 상기 엔진 회전수를 기준 엔진 회전수로 감소하여 엔진을 구동하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 엔진 제어 유닛의 제어에 따라 상기 냉각수 온도가 상기 임계값 이하일 때 림프홈 모드 실행 중임을 나타내는 경고등을 점등하는 경고등 제어부를 더 포함한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따른 기술적 과제는,

a) 가압된 연료 탱크 내의 연료를 감압 및 기화하여 흡입된 공기와 혼합한 후 인젝터로 공급하는 자동차를 총괄 제어하는 엔진 제어 유닛에서 가속 패달에 의해 운전자의 가속 의지 정보가 수신될 때 냉각수 온도를 수신하는 단계;

b) 수신된 냉각수 온도와 기 정해진 임계값와 비교하여 비교 결과 임계값 이하인 경우 테이블 형태로 저장된 냉각수 온도 대비 기준 엔진 회전수 및 상기 엔진 회전수의 임계값에 도달하는데 드는 소정 시간을 설정하는 단계; 및

c) 상기 b) 단계에서 설정된 소정 시간 동안 엔진 회전수를 상기 임계값 이하로 유지하는 단계를 포함한다.

상기 b) 단계에서 수신된 냉각수 온도가 임계값 이하일 때 림프 홈 모드 실행 중인 나타내는 경고등을 점등하는 단계를 더 포함한다.

여기서, 상기 c) 단계는,

c-1) 운전자의 가속 의지에 따라 설정된 목표 엔진 회전수와 냉각수 온도에 따른 기준 엔진 회전수를 비교하는 단계;

c-2) 상기 c-1) 단계의 비교 결과 목표 엔진 회전수가 기준 엔진 회전수보다 큰 경우 상기 엔진 회전수를 기준 엔진 회전수로 감소하여 엔진을 구동하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 c) 단계 이후에,

d) 상기 소정 시간이 경과된 경우 또는 상기 b) 단계에서 수신된 냉각수 온도가 임계값 이상인 경우 운전자의 가속 의지에 따른 목표 엔진 회전수로 엔진을 제어하는 단계를 더 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 냉각수 온도가 기 정해진 임계값 이하인 경우 미리 설정된 소정 시간 동안 기준 엔진 회전수로 유지시킴으로써, 저온으로 인한 기화되지 아니한 연료가 그대로 인젝터에 전달될 때 발생하는 과농 공연비에 따른 배기 가스 배출을 줄일 수 있는 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 엔진 제어 장치의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 엔진 제어 과정을 보인 흐름도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 엔진 제어 장치의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 엔진 제어 유닛의 엔진 제어 과정을 보인 흐름도이다.

본 발명에 따른 자동차의 엔진 제어 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 가압 또는 액상 상태의 엘피지 연료가 저장된 연료 탱크(1)와, 상기 연료 탱크(1)의 가압된 연료를 감압하여 기화시켜 베이퍼라이저(3)를 포함하고, 상기 바이퍼라이저(3)에서 기화된 연료를 흡입된 공기와 믹서하여 실린더 내로 분사하는 인젝터(5)를 포함하며, 그에 더하여 상기 엘피지 차량을 총괄 제어하는 엔진 제어 유닛(7)을 포함한다..

즉, 상기 엔진 제어 유닛(7)은 시동 스위치를 통해 시동 온 상태이면 상기의 연료 탱크(1)의 가압된 연료를 바이퍼라이저(3)를 통해 기 설정된 기준값으로 감압된 후 기화되고, 이 감압 및 기화된 바이퍼라이저(3)의 가스 연료는 외부로부터 공급된 공기와 믹서된 후 인젝터(5)로 공급되어 엔진(9)으로 분사된다.

또한, 본 발명에 따른 자동차의 엔진 제어 장치는, 운전자의 가속 의지 정보를 출력하여 상기 엔진 제어 유닛(7)으로 전송하는 가속 패달(10)과, 상기 바이퍼라이저(3)의 연료 온도를 증가시키기 위한 냉각수의 온도를 측정하여 엔진 제어 유닛(7)으로 전송하는 냉각수 온도 센서(11)가 설치되고 그에 더하여 상기 엔진 제어 유닛(7)의 제어에 따라 점등되어 현재 냉각수 온도 저하에 따른 림프 홈 모드 실행 중임을 나타내는 경고등을 점등하기 위한 경고등 제어부(13)를 더 포함한다.

또한, 상기 엔진 제어 유닛(7)은 상기 냉각수 온도를 수신하고 수신된 냉각수 온도를 기 정해진 임계값과 비교하고 비교 결과에 따라 엔진 회전수를 제한하도록 구비된다. 따라서, 상기 엔진 제어 유닛(7)에는 최적의 엔진 상태를 유지하기 위해 다수의 실험을 통해 얻어진 냉각수 온도 대비 소정 시간 및 기준 엔진 회전수는 룩 업 테이블 형태로 저장되어 있다.

즉, 상기 냉각수 온도가 임계값 이하인 경우 소정 시간 동안 엔진 회전수는 미리 정해진 설정치 이하로 유지된다.

상기의 구성에 의해 우선, 상기의 엔진 제어 유닛(7)에 수신된 시동 스위치가 시동 온(on) 상태이고 운전자의 가속 의지 정보가 수신될 때 엔진 제어 유닛(7)은 냉각수 온도 센서(11)로부터 공급되는 냉각수 온도 신호를 수신하고, 이 수신된 냉각수 온도 신호를 기 설정된 임계값과 비교한다.

이때 비교 결과 냉각수 온도 신호가 상기의 임계값 이하인 경우 상기 경고등 제어부(13)를 통해 냉각수 온도 저하에 따른 림프홈 모드 중임을 나타낸다.

상기의 엔진 제어 유닛(7)은 상기 냉각수 온도 대비 소정 시간 및 기준 엔진 회전수를 미리 저장된 테이블 값으로 설정한다. 예를 들어 냉각수 온도가 임계값에 도달하는데 걸리는 소정 시간과 이 소정 시간 동안 구동하는 기준 엔진 회전수가 설정된다.

따라서, 가속 패달(10)로부터 제공되는 운전자의 가속 의지 정보에 따라 설정된 목표 엔진 회전수와 냉각수 온도에 따른 기준 엔진 회전수를 비교하고,비교 결과 목표 엔진 회전수가 기준 엔진 회전수보다 큰 경우 상기 엔진 회전수를 기준 엔진 회전수로 감소하여 상기 소정 시간 동안 기준 엔진 회전수로 엔진이 구동된다.

이 후 상기 소정 시간 경과 후 상기 엔진 제어 유닛(7)의 제어에 따라 목표 엔진 회전수로 엔진을 구동하기 위해, 상기 연료 탱크(1) 내의 가압된 연료는 바이퍼라이저(3)에 제공되며, 상기 바이퍼라이저(3)는 수신된 연료를 감압 및 기화시킨다.

이때 연료 탱크(1) 내의 압축된 연료의 압력은 대략 200 ? 250bar 정도이며, 이 압력은 바이퍼라이저(3)를 거쳐 엔진에 공급되는 연료의 인젝션(injection) 압력이 대략 5bar까지 감압된다.

또한, 기준값으로 감압된 가스 연료는 흡입된 공기량과 혼합된 후 인젝터(5)로 제공된다.

도 2는 도 1에 도시된 엔진 제어 유닛(7)의 제어 과정을 보인 흐름도로서, 이를 참조하여 자동차의 엔진 제어 과정을 설명한다.

우선 상기 엔진 제어 유닛(7)에서 단계(101)를 통해 시동 스위치가 온 상태로 접속된 후 가속 의지 정보가 수신된 경우 단계(102)를 통해 운전자의 가속 의지 정보에 따른 목표 엔진 회전수를 설정한 후 단계(103)를 통해 냉각수 온도 센서(11)로부터 제공되는 냉각수 온도 신호를 수신한다.

이 후 상기 엔진 제어 유닛(7)은 상기 수신된 냉각수 온도 신호를 미리 정해진 임계값과 비교하고(단계 105), 비교 결과 냉각수 온도 신호가 상기의 임계값 이하인 경우 단계(107)를 통해 현재 냉각수 온도 저하에 따른 림프 홈 모드 실행 중임을 나타내는 경고등이 점등된다.

이후 상기 엔진 제어 유닛(7)에서 단계(109)를 통해 현재 수신된 냉각수 온도 대비 소정 시간 및 기준 엔진 회전수를 설정하고, 연료 분사 및 점화 시간 등의 제어를 통해 상기 설정된 소정 시간 동안 기준 엔진 회전수 이하로 유지된다.

즉, 단계(110)를 통해 설정된 목표 엔진 회전수와 냉각수 온도에 따른 기준 엔진 회전수를 비교하고,비교 결과 목표 엔진 회전수가 기준 엔진 회전수보다 큰 경우 단계(111)를 통해 상기 엔진 회전수를 기준 엔진 회전수로 감소하여 상기 소정 시간 동안 기준 엔진 회전수로 엔진이 구동된다.

이어 상기 엔진 제어 유닛(7)은 단계(113)를 통해 상기의 소정 시간이 경과되었는 지를 판단하고, 판단 결과 상기 소정 시간이 경과된 경우 또는 상기 단계(105)를 통해 수신된 냉각수 온도가 상기의 임계값 이상인 경우 상기 엔진 제어 유닛(7)의 제어를 통해 상기 단계(102)에서 설정된 목표 엔진 회전수로 엔진을 구동한다. 즉, 상기 연료 탱크(1) 내의 가압된 연료는 바이퍼라이저(3)에 의해 감압 및 기화된 후 흡입된 공기와 믹서된 후 인젝터(5)를 통해 실린더 내로 분사된다(단계 115).

즉, 상기 냉각수 온도가 미리 설정된 임계값 이하인 경우 미리 정해진 현재 수신된 냉각수 온도 대비 소정 시간 및 최대 엔진 회전수를 설정하고, 이 설정된 소정 시간 동안 최대 엔진 회전수 이하로 유지된다. 이 후 냉각수 온도가 상기의 임계값 이상인 경우 가압된 연료를 감압 및 기화한 후 흡입된 공기와 혼합하여 인젝터로 제공된다. 따라서, 냉각수 온도의 저하에 따라 바이퍼라이저의 기화가 이루어지지 못하는 연료로 인해 발생하는 과농 공연비를 방지하고 과농 공연비에 따른 배기가스 배출을 방지하게 된다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

냉각수 온도가 기 정해진 임계값 이하인 경우 미리 설정된 소정 시간 동안 기준 엔진 회전수로 유지시킴으로써, 저온으로 인한 기화되지 아니한 연료가 그대로 인젝터에 전달될 때 발생하는 과농 공연비에 따른 배기 가스 배출을 줄일 수 있는 자동차의 엔진 제어 방법 및 장치에 대한 효율면에서 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 차량의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용 가능성이 있는 발명이다.

Claims

연료 탱크의 연료를 바이퍼라이저를 통해 감압 및 기화시켜 흡입된 공기와 혼합한 후 인젝터로 제공하는 엔진 제어 유닛;
상기 바이퍼라이저의 온도를 상승시키기 위한 냉각수 온도를 측정하여 상기 엔진 제어 유닛으로 전송하는 냉각수 온도 센서; 및
운전자의 가속 의지 정보를 발생하여 상기 엔진 제어 유닛으로 전송하는 가속 패달을 포함하되,
상기 엔진 제어 유닛은,
시동 스위치가 온 상태이고 이후 가속 의지 정보가 수신될 때 상기 냉각수 온도 센서의 냉각수 온도가 기 정해진 임계값 이하인 경우 현재 수신된 냉각수 온도 대비 소정 시간과 기준 엔진 회전수를 설정한 후 상기의 소정 시간 동안 기준 엔진 회전수 이하로 엔진을 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 소정 시간은 현재 냉각수 온도가 상기 임계값에 도달되는데 걸리는 시간인 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 엔진 제어 유닛은,
운전자의 가속 의지에 따라 설정된 목표 엔진 회전수와 냉각수 온도에 따른 기준 엔진 회전수를 비교하고,
비교 결과 목표 엔진 회전수가 기준 엔진 회전수보다 큰 경우 상기 엔진 회전수를 기준 엔진 회전수로 감소하여 엔진을 구동하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 엔진 제어 유닛의 제어에 따라 상기 냉각수 온도가 상기 임계값 이하일 때 림프홈 모드 실행 중임을 나타내는 경고등을 점등하는 경고등 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 제어 장치.
a) 가압된 연료 탱크 내의 연료를 감압 및 기화하여 흡입된 공기와 혼합한 후 인젝터로 공급하는 자동차를 총괄 제어하는 엔진 제어 유닛에서 가속 패달에 의해 운전자의 가속 의지 정보가 수신될 때 냉각수 온도를 수신하는 단계;
b) 수신된 냉각수 온도와 기 정해진 임계값와 비교하여 비교 결과 임계값 이하인 경우 테이블 형태로 저장된 냉각수 온도 대비 기준 엔진 회전수 및 상기 엔진 회전수의 임계값에 도달하는데 드는 소정 시간을 설정하는 단계; 및
c) 상기 b) 단계에서 설정된 소정 시간 동안 엔진 회전수를 상기 임계값 이하로 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 제어 방법.
제5항에 있어서, 상기 b) 단계에서 수신된 냉각수 온도가 임계값 이하일 때 림프 홈 모드 실행 중인 나타내는 경고등을 점등하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 제어 방법.
제5항에 있어서, 상기 c) 단계는,
c-1) 운전자의 가속 의지에 따라 설정된 목표 엔진 회전수와 냉각수 온도에 따른 기준 엔진 회전수를 비교하는 단계; 및
c-2) 상기 c-1) 단계의 비교 결과 목표 엔진 회전수가 기준 엔진 회전수보다 큰 경우 상기 엔진 회전수를 기준 엔진 회전수로 감소하여 엔진을 구동하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 제어 방법.
제5항에 있어서, 상기 c) 단계 이후에,
d) 상기 소정 시간이 경과된 경우 또는 상기 b) 단계에서 수신된 냉각수 온도가 임계값 이상인 경우 운전자의 가속 의지에 따른 목표 엔진 회전수로 엔진을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 제어 방법.