KR20130030089A - Ｐｃｓｖ 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차엔진 꺼짐방지 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 시동 켜짐 여부 및 엔진회전수 아이들 상태 여부를 판단하는 판단 단계; PCSV 열림고착을 검출하는 검출 단계; 목표 엔진회전수를 계산하는 계산 단계; 및 상기 검출 단계에서 PCSV의 열림고착이 검출된 경우, 실제 엔진회전수를 상기 목표 엔진회전수로 제어하는 제어 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면 엔진회전수가 아이들 영역(idle area)에서 PCSV 열림고착이 감지되면 실제 엔진회전수를 기 계산된 목표 엔진회전수로 강제 제어하여 엔진의 시동꺼짐(engine stall)을 방지하여 자동차 운행 안정성을 확보할 수 있다.

Description

ＰＣＳＶ 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법{Engine stall prevention control method in case of PCSV open stuck during idle area}

본 발명은 자동차엔진 꺼짐방지 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PCSV의 열림고착이 감지되면 엔진회전수를 강제로 높여 엔진의 시동꺼짐(engine stall)을 저지시키는 PCSV 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 증발가스 분사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자동차 내부에는 증발가스 분사장치가 별도로 마련된다. 일반적인 증발가스 분사장치는, 연료탱크에서 발생한 증발가스가 포집되어 저장되는 캐니스터(Canister, 10)와, 캐니스터(10)에 수집된 증발가스를 엔진(20)으로 분사하는 퍼지 콘트롤 솔레노이드밸브(30; Purge control solenoid valve, 이하 PSCV로 지칭함)와, 캐니스터(10)와 PCSV(30) 사이에 증발가스가 이동하는 증발가스관(25)을 포함한다.

이러한 증발가스 분사장치는, 캐니스터(10)가 연료탱크에서 발생한 증발가스를 수집하고, PCSV(30)를 통하여 포집된 증발가스를 증발가스관(25)을 통해 엔진(20)으로 분사하도록 하여 증발가스의 외부 누출을 방지하는 한편, 증발가스를 엔진(20)에 재사용한다.

여기서, PCSV(30)는 캐니스터(10)에 포집되어 있는 연료탱크의 증발가스를 엔진(20) 측으로 확산시키기 위해 사용되는 일종의 솔레노이드 밸브로서, 엔진(20)으로 흡입되는 공기와 연료의 비율을 배분한다.

그러나, 엔진회전수가 아이들 영역에서 PCSV(30)의 열림고착의 고장이 발생하는 경우에는 엔진으로 증발가스가 과도하게 인입되어 엔진 시동꺼짐(engine stall)이 발생할 수 있고 이는 자동차의 운행 중 심각한 위험을 초래하는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 엔진회전수가 아이들 영역(idle area)에서 PCSV 열림고착이 감지되면 실제 엔진회전수를 기 계산된 목표 엔진회전수로 강제 제어하여 엔진의 시동꺼짐(engine stall)을 방지하여 자동차 운행 안정성을 확보하는 PCSV 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 PCSV 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법은 엔진 시동 켜짐 여부 및 엔진회전수 아이들 상태 여부를 판단하는 판단 단계; PCSV 열림고착을 검출하는 검출 단계; 목표 엔진회전수를 계산하는 계산 단계; 및 상기 검출 단계에서 PCSV의 열림고착이 검출된 경우, 실제 엔진회전수를 상기 목표 엔진회전수로 제어하는 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목표 엔진회전수는, 상기 아이들 상태의 엔진회전수보다 높은 것을 특징으로 한다.

상기 목표 엔진회전수는 상기 아이들 상태의 엔진회전수의 1.2 ~ 1.8배인 것을 특징으로 한다.

상기 제어 단계는, 상기 실제 엔진회전수를 기 설정된 상기 목표 엔진회전수와 비교하는 단계; 및 실제 엔진회전수가 상기 목표 엔진회전수보다 낮은 경우 상기 엔진의 흡입 공기량, 연료량 및 점화시기를 조절하여 상기 실제 엔진회전수를 상기 목표 엔진회전수로 추종시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 PCSV 열림고착을 검출하는 단계는, PCSV가 연결된 연료탱크의 압력 변화량에 기초하여 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에 의하면 엔진회전수가 아이들 영역(idle area)에서 PCSV 열림고착이 감지되면 실제 엔진회전수를 기 계산된 목표 엔진회전수로 강제 제어하여 엔진의 시동꺼짐(engine stall)을 방지하여 자동차 운행 안정성을 확보할 수 있다.

도 1 은 증발 가스 분사 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCSV 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실제 엔진회전수를 제어하는 단계를 나타내는 순서도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

전술한 바와 같이, 도 1을 참조하면 캐니스터(10)와 엔진(20) 사이에 마련되는 PCSV(30)는 엔진(20)의 운전과 직결되는 단품으로서, 정지, 워밍업(warming up), 아이들(idle) 상태에서는 증발가스는 캐니스터(10)에 포집되어 있다가 엔진회전수가 상승하게 되면 ECU(미도시)의 신호에 의해 PCSV(30)를 개폐 제어하여 캐니스터(10)에 모인 증발가스를 엔진(20)으로 보내주는 역할을 한다.

그런데, PCSV(30)의 고장, 특히 PCSV(30)의 열림고착의 고장이 발생하는 경우 엔진(20)의 시동이 꺼지는 현상이 발생할 수 있다. PCSV(30)가 열림고착의 고장이 발생한다면 의도하지 않게 엔진(20)으로 과도한 증발가스가 유입되고 이는 이론공연비에서 크게 벗어난 실화(misfire)를 유발한다. 일반적으로 엔진회전수가 높은 영역에서는 큰 문제는 없으나, 엔진회전수가 상대적으로 낮은 아이들 영역에서 엔진(20)의 시동꺼짐이 발생 빈도가 증가하는 경향이 있어 이를 방지할 필요가 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCSV 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법을 나타내는 순서도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, PCSV의 열림고착 고장 시 시동꺼짐을 방지하는 제어방법은, 엔진(20)의 시동 ON 여부 및 엔진회전수 아이들 상태 여부를 판단하는 판단 단계(S100)와, PCSV 열림고착을 검출하는 검출 단계(S110)와, 목표 엔진회전수를 계산하는 계산 단계(S120)와, 엔진의 시동꺼짐이 방지되도록 실제 엔진회전수를 목표 엔진회전수로 제어하는 제어 단계(S130)를 포함한다.

먼저, 현재 엔진(20)의 구동 상태가 아이들 상태인지 판단하는 판단 단계(S100)와 관련하여, 전술한 바와 같이, 엔진(20)이 구동된 이후, 엔진(20)의 출력 상태는 엔진회전수에 따라 워밍업 상태, 아이들 상태, 저출력 및 고출력 상태 등으로 크게 구분될 수 있고, PCSV(30)의 열림고착으로 인한 증발가스가 엔진(20)으로 유입되면 엔진(20)이 저회전수 영역에 있을 때 엔진(20) 시동꺼짐(engine stall)이 빈번히 발생한다. 따라서, 아이들 상태 여부를 파악한 후 아이들 영역에서 본 제어방법이 수행되도록 한다.

또한, ECU에서는 엔진점화 스위치에서 인가되는 신호에 따라 시동이 ON되었는지를 판단하고, 시동이 ON되었다고 판단된 상태에서 엔진회전수를 검출하여 소정의 전기적 신호가 ECU측에 출력된다.

즉, ECU는 기본적으로 기 설정된 엔진(20)의 워밍업 상태 또는 아이들 상태의 엔진회전수에 대한 정보를 바탕으로 현재 엔진회전수가 아이들 영역인지를 판단한다. 예를 들면, 엔진별로 또는 시스템별 또는 주입되는 연료에 따라 차이는 있으나 본 발명의 실시예에서는 600~1000rpm의 범위 내라면 아이들 상태로 판단할 수 있다.

본 실시예에서는 아이들 영역 내인지 여부에 대하여 엔진회전수를 체크하여 판단하였으나, 다른 실시예에서는 이와 달리 엔진(20) 시동이 켜진 상태에서 흡기 온도와 엔진 냉각수온 및 엔진(20) 부하를 체크하여 아이들 상태를 파악할 수 있다.

만약 엔진회전수가 워밍업 상태 또는 아이들 상태의 엔진회전수보다 상대적으로 높게 형성되는 경우라면, 하기의 제어방법은 실시되지 않을 수 있다.

다음으로, 엔진회전수가 아이들 상태라고 판단되는 경우, PCSV 열림고착을 검출하는 검출 단계가 수행된다(S110).

PCSV(30) 열림고착을 검출하는 단계(S110)는, 구체적으로 연료탱크 압력의 변화를 검출하여 PCSV(30)의 개방 고착 고장 여부를 판단한다.

이때, PCSV(30) 및 캐니스터(10)로 인입되는 라인을 모두 차단한 채, 기 설정된 일정시간이 경과한 후 연료탱크 압력을 검출하여 설정된 기준값 이상으로 검출되면 PCSV(30)가 정상 작동하는 것으로 판단하고 설정된 기준값 이하로 검출되면 열림고착 상태로 판단한다. PCSV(30)의 열림고착 상태를 검출하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다.

한편, 본 실시예의 PCSV(30) 열림고착을 검출하는 단계(S110)는 하기의 방법으로도 실시될 수 있다. 예를 들면, 외기온과 연료 증발량의 함수 관계로부터 이론적인 연료탱크 압력을 산출하여 PCSV의 열림고착을 검출할 수도 있을 것이다. 이때에는, 엔진 흡기구 라인에 마련되는 산소센서(미도시)의 출력치 변화를 검출하여 연료탱크 압력값을 피드백할 수도 있다.

다음으로, PCSV(30) 열림고착 상태임이 판명되면, 엔진 시동꺼짐이 방지될 수 있는 최소한의 엔진회전수가 계산되는 계산 단계가 수행된다.(S120)

목표 엔진회전수는 엔진별로, 주입되는 연료에 따라 또는 시스템별 차이가 있으나 기본적으로 아이들 상태의 엔진회전수보다는 상대적으로 높게 마련된다. 이러한 목표 엔진회전수는 하나의 시스템이 완성된 상태에서는 기 설정된다.

아이들 상태 신호와 열림고착 신호가 ECU에 출력되면, ECU는 목표 엔진회전수를 계산한다. 본 실시예에서는 아이들 엔진회전수의 1.2 ~ 1.8배, 더욱 바람직하게는 1.5배 정도를 목표 엔진회전수로 설정한다. 이를 토대로 계산된 엔진회전수는 900~1500rpm의 범위가 고려될 수 있다. 이와 같은 엔진회전수에서는 엔진의 시동꺼짐 현상이 효과적이고 확실하게 방지될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실제 엔진회전수를 제어하는 제어 단계를 나타내는 순서도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진회전수가 계산된 다음 실제 엔진회전수를 제어하는 제어 단계(S130)가 수행된다.

제어 단계(S130)는, 실제 엔진회전수를 기 설정된 목표 엔진회전수와 비교하는 단계(S131)와, 실제 엔진회전수가 낮은 경우 엔진의 흡입 공기량, 연료량 및 점화시기를 조절하여 실제 엔진회전수를 목표 엔진회전수에 도달하도록 추종시키는 단계(S132)를 포함한다.

실제 엔진회전수를 기 설정된 목표 엔진회전수와 비교하는 단계(S131)에서는, 실제 엔진회전수와 기 계산된 목표 엔진회전수가 같은 경우 본 단계를 종료한다.

실제 엔진회전수와 기 계산된 목표 엔진회전수가 다른 경우 즉, 실제 엔진회전수가 목표 엔진회전수와 비교되어 실제 엔진회전수가 적다면, 목표 엔진회전수를 타겟으로 삼아 엔진 흡입공기량, 연료분사량 및 점화시기를 설정하여 실제 엔진회전수를 목표 엔진회전수에 도달하도록 제어한다(S132).

이와 같이 본 단계에서는 실제 엔진회전수를 이용하여 이를 기 설정된 목표 엔진회전수와 비교하고, 만약 실제 엔진회전수가 목표 엔진회전수보다 낮다면 흡입 공기량, 연료분사량 및 점화시기를 조절하고 피드백 제어를 함으로써 실제 엔진회전수를 강제로 상승시킬 수 있다.

저출력 또는 고출력 엔진회전수인 상태에서는 PCSV(30) 열림고착의 고장이 발생하여 고농도의 증발가스가 엔진(20)에 유입되어 순간적인 엔진(20) 실화(misfire)를 유발한다 하더라도 공연비 피드백제어를 통하여 엔진(20)의 시동꺼짐(engine stall)을 방지할 수 있는 시간적 여유가 있는 반면, 엔진회전수가 상대적으로 낮은 아이들 영역에서 피드백제어가 수행될 시간적 여유가 없으므로 이와 같은 강제적인 엔진회전수 상승 제어를 통해 엔진(20)의 시동꺼짐 현상을 방지할 수 있다.

이와 같이, 엔진(20)의 시동과 직결되는 단품이 고장나는 경우에도 엔진(20)의 시동꺼짐이 방지될 수 있다.

또한, 아이들 영역에서 엔진(20)의 시동꺼짐 현상이 발생할 가능성을 최소화시킴으로써, 자동차의 운행중 엔진(20) 시동이 꺼짐으로써 발생할 수 있는 사고를 방지할 수 있고, 자동차의 운행에 최소한의 안전이 보장될 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 캐니스터
20 : 엔진
25 : 증발가스관
30 : PCSV

Claims (5)

1. 엔진 시동 켜짐 여부 및 엔진회전수 아이들 상태 여부를 판단하는 판단 단계;
   PCSV 열림고착을 검출하는 검출 단계;
   목표 엔진회전수를 계산하는 계산 단계; 및
   상기 검출 단계에서 PCSV의 열림고착이 검출된 경우, 실제 엔진회전수를 상기 목표 엔진회전수로 제어하는 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCSV 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 목표 엔진회전수는, 상기 아이들 상태의 엔진회전수보다 높은 것을 특징으로 하는 PCSV 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 목표 엔진회전수는 상기 아이들 상태의 엔진회전수의 1.2 ~ 1.8배인 것을 특징으로 하는 PCSV 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어 단계는, 상기 실제 엔진회전수를 기 설정된 상기 목표 엔진회전수와 비교하는 단계; 및
   실제 엔진회전수가 상기 목표 엔진회전수보다 낮은 경우 상기 엔진의 흡입 공기량, 연료량 및 점화시기를 조절하여 상기 실제 엔진회전수를 상기 목표 엔진회전수로 추종시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCSV 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 PCSV 열림고착을 검출하는 단계는, PCSV가 연결된 연료탱크의 압력 변화량에 기초하여 검출하는 것을 특징으로 하는 PCSV 열림고착 시 시동꺼짐방지 제어방법.

Images