KR20090007019A - 엘피아이 엔진이 장착된 하이브리드 전기 차량의 시동지연방지 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘피아이 엔진이 장착된 하이브리드 전기 차량의 시동지연 방지 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아이들 스톱 & 고 시스템을 적용하고 엘피아이 엔진을 장착한 하이브리드 자동차에서 재시동시 발생되는 시동지연 문제를 해결하기 위하여, 연료 압력이 일정치 미만으로 검출되는 경우 엔진의 정지 상태는 유지하고 모터만 구동되도록 제어하여 연료 펌프를 동작시키는 시동지연 방지 제어방법에 관한 것이다.

하이브리드 전기 자동차, 엘피아이 엔진, 아이들 스톱 & 고 시스템, 연료 펌프, 시동

Description

엘피아이 엔진이 장착된 하이브리드 전기 차량의 시동지연 방지 제어방법{Control method for starting relay prevention of hybrid electric vehicle mounting LPI engine}

본 발명은 엘피아이 엔진이 장착된 하이브리드 전기 차량의 시동지연 방지 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아이들 스톱 & 고 시스템을 적용하고 엘피아이 엔진을 장착한 하이브리드 자동차에서 재시동시 발생되는 시동지연 문제를 해결하기 위하여, 연료 압력이 일정치 미만으로 검출되는 경우 엔진의 정지 상태는 유지하고 모터만 구동되도록 제어하여 연료 펌프를 동작시키는 시동지연 방지 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 엘피아이(LPI : Liquified Petroleum gas Injection) 엔진은 연료의 증기압만으로 연료를 밀어내는 기존의 엘피지(LPG) 엔진과는 달리, 엘피지 연료 탱크 내에 연료 펌프를 설치하여 액상의 엘피지 연료를 연료 공급 라인을 통하여 압송한 후 가스 인젝터로부터 액상의 연료를 분사하는 구조로 되어있다.

엘피아이(LPI) 엔진은 가솔린 엔진과 거의 동일한 시스템이지만 연료가 공급되는 과정을 보면 엘피지(LPG)를 저장해두는 용기인 연료 탱크(Fuel Tank)로부터 연소실까지 연료 라인의 압력이 가솔린 엔진의 0.3 ~ 0.5 bar보다 10 ~ 20배 높은 5 ~ 8 bar의 압력을 필요로 하게 된다.

여기서, 엘피지(LPG)를 저장해두는 용기인 연료 탱크(Fuel Tank)는 "엘피지 봄베(LPG Bombe)" 라고도 칭한다.

연료 탱크에 충진된 액체상태의 엘피지(LPG)는 연료 펌프(Fuel Pump)를 통해 필터에 의해 여과된 후 클로즈(close) 밸브를 거쳐 인젝터를 통해 연소실로 분사된다.

이 과정에서 상기 연료 펌프는 인젝터의 압력이 5~8bar를 유지하도록 연료 압력을 형성하게 된다.

한편, 아이들 스톱 & 고 시스템(Idle stop & go system)은 통상 가솔린 또는 디젤엔진 차량에서 적용되는 시스템으로, 주행중 차량이 정차 후 수초 후에, 예를 들면 차속 신호가 제로이고 브레이크 페달을 밟은 후 약 3초 정도 후에, 자동으로 엔진을 정지시키고 운전자의 주행 의지가 감지되는, 예를 들면 브레이크 페달에서 발을 떼거나 기어 변속이 이루어지는, 경우 이그니션 키 조작 없이 자동으로 시동을 건다.

이와 같은 아이들 스톱 & 고 시스템을 엘피아이 엔진 차량에 적용하게 되면, 재시동에 문제가 발생하게 된다.

즉, 엘피아이 엔진에 아이들 스톱 기능을 적용하게 되면, 엔진이 일시 정지 하게 될 시 연료 펌프의 구동이 멈추게 되고, 재시동시 연료 펌프가 다시 구동되어 연료 탱크에서부터 인젝터까지의 연료 공급 라인에 압력을 분사(Injection) 가능한 압력으로 높이기 위해 그 동안 시동이 지연되는 문제가 발생한다.

이와 같이, 엔진의 시동시 연료 펌프의 작동이 중요하며, 연료 공급 라인에 연료 압력이 인젝터에서 고압으로 LPG 연료를 분사(Injection)하도록 유지되면, 시동순간 연료 공급 라인 내의 연료로 시동이 이루어지고 동시에 연료 펌프가 정상적으로 작동하게 되어 재시동시 문제가 되지 않을 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 아이들 스톱 & 고 시스템이 적용되고 엘피아이 엔진이 장착된 하이브리드 전기 자동차에서 재시동시 발생하는 시동 지연 문제를 개선하여 엘피아이 엔진의 상품성을 향상시킬 수 있는 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 하이브리드 전기 자동차용 엘피아이 엔진의 재시동성을 향상시키기 위하여, 아이들 스톱시 LPG 연료 압력이 일정치 미만으로 떨어지면 모터를 이용해 재시동하기 전에 연료 펌프를 미리 구동하여 일정 연료 압력을 유지하도록 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아이들 스톱 & 고 시스템이 적용되고, 엘피아이 엔진이 장착된 하이브리드 전기 자동차의 시동지연 방지 제어방법에 있어서,

상기 엘피아이 엔진이 일시 정지된 경우, 전자 제어 유닛이 모터의 동작을 제어하여 연료 펌프가 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 시동지연 방지 제어방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 엘피아이 엔진의 시동 온/오프 여부를 판단하는 단계; 압력 센서가 연료 압력을 감지하고, 전자 제어 유닛이 이를 검출하는 단계; 검출된 연료 압력이 일정치 미만인지 여부를 확인하는 단계; 상기 전자 제어 유닛이 모터 의 구동을 제어하는 단계; 를 포함하여 연료 펌프를 구동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차용 엘피아이 엔진 시스템에 아이들 스톱 & 고 시스템이 적용됨에 따라 재시동시 발생하던 시동지연의 문제를 개선하여, 운전자가 주행하려는 즉시 시동이 가능하도록 할 수 있으며, 기존에 아이들 스톱 & 고 시스템이 적용된 일반 가솔린 엔진과 동일한 시동성을 갖게 되어 엘피아이 엔진의 상품성 향상을 도모하는 효과가 있다.

본 발명의 설명에 사용되는 도면에 있어서, 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

바람직한 일실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 더욱 잘 이해할 수 있게 되며, 이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명의 시동지연 방지 제어방법에 따라 바람직하게 동작하는 엘피아이 엔진 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 엘피아이 엔진 시스템에서 엘피지 연료가 공급 및 회수되는 각 부분의 연료 압력과 온도 변화를 나타내는 그래프이며, 도 3은 본 발명에 따라 개선된 엘피아이 엔진 시스템의 전자 제어 유닛이 바람직하게 제어하는 시동지연 방지 흐름도이다.

본 발명에 따라 바람직하게 실시되는 시동지연 방지 제어방법은 연비 효율을 최대로 하기 위하여 아이들 스톱 & 고 시스템(Idle stop & go system)을 적용하고, 엘피아이(LPI : Liquified Petroleum gas Injection) 엔진을 장착한 하이브리드 전기 자동차(HEV : hybrid electric vehicle)에서 재시동시 시동이 지연되는 현상을 개선한다.

더욱 상세하게 설명하면, 아이들 스톱 & 고 시스템이 적용된 엘피아이 차량에서의 재시동성을 향상시키기 위하여, 전자 제어 유닛(Eletronic control unit:ECU)이 아이들 스톱시 엔진의 정지상태는 유지하고 연료 펌프(11)만 구동하도록 모터(미도시)의 동작을 제어함으로써, 연료 공급 라인(15) 내에 연료 압력을 일정치 이상으로 유지하여 아이들 스톱 & 고 상태에서도 재시동시 시동이 지연되지 않도록 한다.

먼저, 엘피아이 엔진 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, LPG(liquefied petroleum gas; 액화석유가스) 연료를 분사하는 인젝터(14)와, 상기 인젝터(14)에 LPG 연료를 공급하기 위해 내부에 고압 액상의 LPG 연료를 충전하여 저장하는 연료 봄베(10)와, 상기 인젝터(14)와 상기 연료 봄베(10) 사이를 연결하여 이를 통해 LPG 연료의 공급과 회수를 도모하는 연료 공급 라인(15)과 연료 회수 라인(16), 상기 인젝터(14)를 통해 분사되는 LPG 연료의 분사 시기와 분사량을 각각 주행 상태에 따라 적절하게 제어하고, 상기 연료 봄베(10)로부터 상기 인젝터(14)에 이르는 연료의 공급 및 회수계통에 대한 각종 물성치의 변화를 검출함과 더불어 이의 작동 을 적절하게 제어하는 전자 제어 유닛(미도시)을 구비하고 있다.

본 발명은 이와 같은 엘피아이 엔진 시스템이 장착된 하이브리드 전기 차량에 아이들 스톱 & 고 시스템을 적용하고 엔진이 일시 정지하게 되는 경우 시동지연 현상이 발생하지 않도록 엘피아이 엔진 시스템을 제어한다.

예를 들면, 도로에서 주행 중 신호대기로 인해 일시 정지할 경우, 전자 제어 유닛이 엔진의 아이들 스톱 상태를 검출한다.

이때, 엔진이 일시 정지됨과 동시에 연료 봄베(10) 내부에 연료 펌프(11)도 동작을 멈추게 되고, 인젝터(14)에서부터 연료 봄베(10)까지의 연료 회수 라인(16)에 장착된 압력 조절 유닛(12)의 압력 센서(13)가 연료 압력을 감지하면, 상기 압력 센서(13)에 연결된 전자 제어 유닛이 이를 검출하게 된다.

이렇게 검출된 연료 압력이 일정치에 도달하지 못하면, 신호대기가 풀려 운전자가 재시동을 걸 때 시동 지연 현상이 발생하게 된다.

여기서, 연료 압력의 일정치란 연료 펌프(11)의 구동에 의해 연료 봄베(10)에서부터 인젝터(14)까지의 연료 공급 라인(15)에 공급되는 연료 압력이 상기 인젝터(14)의 고압 분사(Injection)를 가능하도록 하는 압력을 의미한다.

즉, 연료 압력을 일정치 이상으로 유지할 수 있으면 엔진의 재시동시 시동을 거는 순간 연료 공급 라인(15) 내의 연료 압력으로 인젝터(14)의 고압 분사가 가능해지고, 시동이 즉시 이루어져 시동지연이 발생되지 않는다.

따라서, 일정치를 유지하지 못한 연료 압력을 검출한 전자 제어 유닛은 엔진을 정지 상태로 유지하되, 연료 공급 라인(15)에 연료 압력을 일정치로 유지하기 위하여, 연료 펌프(11)가 구동할 수 있도록 모터의 동작을 제어한다.

그럼, 엔진이 재시동 되기 전에 연료 펌프(11)가 미리 동작함으로써 차량이 아이들 스톱 상태에서도 연료 압력이 일정치 이상으로 유지되어, 운전자의 주행 의지가 감지되는, 예를 들면 운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼거나 기어 변속을 하는, 순간 이그니션 키의 조작 없이 재시동이 걸리게 된다.

상기와 같은 본 발명의 시동지연 방지 제어방법을 간략하게 정리하여 나타내면, 도 3에 도시된 바와 같은 순서로 이루어진다.

이와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 엔진이 장착된 하이브리드 전기 자동차는 운전자가 의식하지 못하도록 재시동시 시동이 지연되는 문제를 개선하여, 공회전을 줄이고 연비 효과를 높여 엘피아이(LPI) 엔진의 상품성을 향상시킨다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시 예들을 모두 포함한다.

도 1은 본 발명의 시동지연 방지 제어방법에 따라 바람직하게 동작하는 엘피아이 엔진 시스템을 개략적으로 도시한 구성도,

도 2는 엘피아이 엔진 시스템에서 엘피지 연료가 공급 및 회수되는 각 부분의 연료 압력과 온도 변화를 나타내는 그래프,

도 3은 본 발명에 따라 개선된 엘피아이 엔진 시스템의 전자 제어 유닛이 바람직하게 제어하는 시동지연 방지 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 연료 봄베 11 : 연료 펌프

12 : 압력 조절기 13 : 압력 센서

14 : 인젝터 15 : 연료 공급 라인

16 : 연료 회수 라인

Claims (2)

1. 아이들 스톱 & 고 시스템이 적용되고, 엘피아이 엔진이 장착된 하이브리드 전기 자동차의 시동지연 방지 제어방법에 있어서,

   상기 엘피아이 엔진이 일시 정지된 경우, 연료 공급 라인 내에 연료 압력에 따라 전자 제어 유닛이 모터의 동작을 제어하여 연료 펌프가 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 시동지연 방지 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 엘피아이 엔진의 시동 온/오프 여부를 판단하는 단계;

   압력 센서가 연료 압력을 감지하고, 전자 제어 유닛이 이를 검출하는 단계;

   검출된 연료 압력이 일정치 미만인지 여부를 확인하는 단계;

   상기 전자 제어 유닛이 모터의 구동을 제어하는 단계;

   를 포함하여 연료 펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 시동지연 방지 제어방법.

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