KR20170026685A - 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템 - Google Patents

하이브리드 차량의 연료 관리 시스템 Download PDF

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조철훈
이정석
송주태
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명에서는 전기 모터 및 내연 기관으로 차량이 구동되는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템에 있어서, 마지막으로 내연 기관이 작동되었던 시간을 체크하여 엔진구동시점으로 저장하는 체크부; 및 상기 체크부에서 저장된 엔진구동시점을 입력받고, 엔진구동시점으로부터 경과된 시간이 설정된 연료방치기간에 도달할 경우 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단하여, 차량 구동시 내연 기관이 강제 작동되도록 하는 제어부;를 포함하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템이 소개된다.

Description

하이브리드 차량의 연료 관리 시스템 {FUEL MANAGEMENT SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량에 있어서, 장시간 사용되지 않은 연료를 소모하여 미사용 연료에 의한 연료탱크 내의 부식을 방지하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류의 구동원을 효율적으로 조합하여 구동하는 차량으로서, 통상적으로 엔진과 모터제너레이터를 사용하고 있다.
이러한 하이브리드 차량은 고속토크특성이 좋은 엔진과 저속토크특성이 좋은 모터제너레이터를 사용하여, 저속주행시에는 모터제네레이터의 동력을 주 구동력으로 하여 차량을 구동하고, 고속주행시에는 엔진의 동력을 주 구동력으로 하여 차량이 구동되도록 한다.
또한, 엔진과 모터제네레이터의 동력을 효율적으로 조합하여 다양한 주행상황에서 충분한 구동력을 확보함과 동시에 연비 주행이 이루어지도록 한다.
이러한 하이브리드 차량은 엔진의 구동없이 모터제네레이터만을 이용하여 차량을 구동할 경우 EV 차량과 동일하게 가솔린과 같은 연료가 소모되지 않고, 운전자가 주행시마다 모터제네레이터만으로 차량을 구동할 경우 연료가 전혀 소모되지 않음에 따라 엔진을 구동하기 위한 연료가 연료탱크 내부에 방치된다.
이렇게, 연료탱크 내에 방치된 연료는 장시간 미사용시 노화되어 노화된 연료에서 저급 지방산이 생성됨에 따라 연료탱크가 부식되는 문제가 발생된다. 이렇게, 노화된 연료는 추후 엔진 구동시 엔진 구동 부품이 부식되거나, 또는 엔진 출력이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 하이브리드 차량에서, 연료가 장기간 방치됨에 따른 문제를 해소하기 위한 방안이 필요하다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2011-0060136 A (2011.06.08)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 하이브리드 차량에 있어서, 모터제네레이터만으로 차량을 주행함에 따라 엔진이 구동되지 못하여, 연료가 장시간 사용되지 않을 경우 차량 구동시 엔진을 강제적으로 구동시켜 미사용되는 연료를 소모시키는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템은 전기 모터 및 내연 기관으로 차량이 구동되는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템에 있어서, 마지막으로 내연 기관이 작동되었던 시간을 체크하여 엔진구동시점으로 저장하는 체크부; 및 상기 체크부에서 저장된 엔진구동시점을 입력받고, 엔진구동시점으로부터 경과된 시간이 설정된 연료방치기간에 도달할 경우 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단하여, 차량 구동시 내연 기관이 강제 작동되도록 하는 제어부;를 포함한다.
상기 체크부에서 체크되는 엔진구동시점은 마지막으로 내연 기관이 작동되었던 날짜 및 시간인 것을 특징으로 한다.
상기 체크부는 내연 기관이 작동된 후 작동유지시간이 설정된 구동확인시간에 도달하는지 체크하고, 작동유지시간이 구동확인시간 이상일 경우 현재 내연 기관이 작동되는 시점을 엔진구동시점으로 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달할 경우 내연 기관이 기저장된 연료소모시간 이상 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달하지 못할 경우 차량 주행상태에 따라 전기 모터 또는 내연 기관이 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템은 전기 모터 및 내연 기관으로 차량이 구동되는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템에 있어서, 마지막으로 연료가 주입되었던 시간을 체크하여 연료주입시점으로 저장하는 체크부; 및 상기 체크부에서 저장된 연료주입시점을 입력받고, 연료주입시점으로부터 경과된 시간이 설정된 연료방치기간에 도달할 경우 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단하여, 차량 구동시 내연 기관이 강제 작동되도록 하는 제어부;를 포함한다.
상기 체크부에서 체크되는 연료주입시점은 마지막으로 연료가 주입되었던 날짜 및 시간인 것을 특징으로 한다.
상기 체크부는 연료 주입 후 연료탱크 내에 연료가 주입되어 연료량이 변화되는 연료량변동시간이 기저장된 주입확인시간 이상일 경우 현재 연료가 주입되는 시점을 연료주입시점으로 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 연료주입시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달할 경우 내연 기관이 기저장된 연료소모시간 이상 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 연료주입시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달하지 못할 경우 차량 주행상태에 따라 전기 모터 또는 내연 기관이 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템에 따르면, 하이브리드 차량에 있어서, 전기 모터만으로 차량을 주행함에 따라 내연 기관이 작동되지 못하여, 연료가 장시간 사용되지 않을 경우 차량 구동시 엔진을 강제적으로 구동시켜 미사용되는 연료를 소모시키도록 한다.
특히, 엔진을 강제적으로 구동시키는 조건으로, 마지막으로 내연 기관이 작동되는 시간, 연료의 주유 시간, 연료의 변화량을 체크하여, 연료의 방치 여부를 판단함으로써 연료의 노화를 방지하여, 연료탱크의 부식, 엔진 구동품의 부식, 엔진 출력 저하의 문제가 방지된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템의 제어 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템의 제어 순서도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다양한 실시예 중 하나에 따른 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템은 전기 모터(10) 및 내연 기관(20)으로 차량이 구동되는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템에 있어서, 마지막으로 내연 기관(20)이 작동되었던 시간을 체크하여 엔진구동시점으로 저장하는 체크부(100); 및 상기 체크부(100)에서 저장된 엔진구동시점을 입력받고, 엔진구동시점으로부터 경과된 시간이 설정된 연료방치기간에 도달할 경우 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단하여, 차량 구동시 내연 기관(20)이 강제 작동되도록 하는 제어부(200);를 포함한다.
일반적으로 하이브리드 차량은 전기 모터(10)와 내연 기관(20)으로 차량이 구동되는데, 전기 모터(10)의 경우 배터리로부터 동력을 전달받아 작동되며, 내연 기관(20)의 경우 연료탱크에 저장된 연료를 공급받아 작동된다.
이러한 하이브리드 차량은 전기 모터(10)만으로 차량의 구동이 가능하고, 전기 모터(10)로 차량 구동시 연비 소모율이 크게 저감되는바, 운전자가 내연 기관(20)을 사용하지 않고 전기 모터(10)만을 사용하여 차량을 구동하는 상황이 발생될 수 있다. 이때, 장시간 연료탱크 내의 연료가 방치되면, 연료가 노화됨에 따라 연료탱크의 부식이 발생될 수 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해소하기 위한 것으로, 체크부(100)를 통해 마지막으로 내연 기관(20)이 작동되었던 시간을 체크하여 엔진구동시점으로 저장하고, 제어부(200)는 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 설정된 연료방치기간에 도달할 경우 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단하여, 차량 구동시 내연 기관(20)이 강제적으로 작동되도록 함으로써 연료탱크 내의 연료가 소모되도록 한다. 상기의 연료방치기간은 연료 노화에 따른 저급 지방산이 생성되는 시점으로서, 실험값을 통해 도출될 수 있으며, 일례로 엔진구동시점으로부터 9개월 이상으로 설정될 수 있다.
한편, 상기 체크부(100)는 마지막으로 내연 기관(20)이 작동되었던 엔진구동시점을 체크하여, 엔진구동시점을 저장할 수 있다. 즉, 체크부(100)는 내연 기관(20)이 마지막으로 작동되었던 시점을 엔진구동시점으로 저장함으로써 이후 내연 기관(20)이 얼마만큼의 시간동안 미작동되었는지를 판단할 수 있다.
상세하게, 상기 체크부(100)에서 체크되는 엔진구동시점은 마지막으로 내연 기관(20)이 작동되었던 날짜 및 시간일 수 있다. 여기서, 엔진구동시점은 내연 기관(20)의 작동이 중지된 시점에서의 날짜 및 시간으로 저장될 수 있으며, 내연 기관(20)이 작동되었던 날짜와 더불어 시간까지 측정함으로써 연료가 방치된 기간을 시간 경과에 따라 정확히 파악할 수 있다.
이렇게, 체크부(100)에서 체크된 엔진구동시점을 토대로, 제어부(200)는 엔진구동시점으로부터 경과된 시간이 설정된 연료방치기간에 도달할 경우 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단하여, 연비 주행에 따른 전기 모터(10)가 작동되어야 하는 상황이더라도, 내연 기관(20)이 작동되도록 함으로써 연료탱크 내의 연료가 소모되도록 한다.
단, 하이브리드 차량의 특성상 연비 주행을 반복적으로 수행할 경우 내연 기관(20)의 작동이 짧은 시간 동안 수행됨에 따라 연료탱크 내의 연료가 소량만 사용되는 경우가 발생될 수 있다. 이 경우 연료탱크 내의 연료가 충분히 사용되지 못함에 따라 연료가 소모되지 못하여, 남은 연료들이 노화될 수 있다.
이에, 상기 체크부(100)는 내연 기관(20)이 작동된 후 작동유지시간이 기저장된 구동확인시간에 도달하는지 체크하고, 작동유지시간이 구동확인시간 이상일 경우 현재 내연 기관(20)이 작동되는 시점을 엔진구동시점으로 저장할 수 있다.
즉, 체크부(100)는 내연 기관(20)이 작동되어 유지되는 작동유지시간을 체크하고, 내연 기관(20)의 작동유지시간이 구동확인시간 이상 작동되는 경우, 내연 기관(20)이 확실히 작동된 것으로 판단하여, 이를 엔진구동시점으로 저장하는 것이다. 여기서, 구동확인시간은 내연 기관(20)의 작동시 연료탱크 내의 연료가 소모되는 소모량에 따라 실험값을 통해 결정될 수 있으며, 일례로 구동확인시간은 30sec~60sec로 설정될 수 있다.
이렇게, 체크부(100)는 내연 기관(20)이 작동되어 유지되는 작동유지시간이 구동확인시간 이상 작동되는 경우 이를 엔진구동시점으로 저장하여, 연료탱크 내의 연료방치 시간에 따라 내연 기관(20)이 적정 시기에 작동되도록 할 수 있다.
한편, 상기 제어부(200)는 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달할 경우 내연 기관(20)이 기저장된 연료소모시간 이상 작동되도록 할 수 있다.
즉, 제어부(200)는 엔진구동시점이 연료방치기간 이상임에 따라 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단하면, 차량 구동시 내연 기관(20)이 강제적으로 작동됨과 더불어, 내연 기관(20)의 작동시간이 기저장된 연료소모시간 이상 작동되도록 함으로써 연료탱크 내의 연료가 충분히 소모되도록 한다. 여기서, 작동시간은 일례로, 20분 이상의 시간으로 내연 기관(20)이 충분히 작동되도록 함으로써 연료탱크 내의 연료가 충분히 소모되도록 함이 바람직하다.
이렇게, 구동제어부는 내연 기관(20)의 강제 작동시 연료소모시간 이상 작동되도록 함으로써 연료탱크 내의 연료가 충분히 소모되도록 할 수 있다.
한편, 상기 제어부(200)는 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달하지 못할 경우 차량 주행상태에 따라 전기 모터(10) 또는 내연 기관(20)이 작동되도록 할 수 있다.
즉, 제어부(200)는 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달하지 못할 경우 연료탱크 내의 연료가 노화되지 않은 것으로서, 차량의 주행상태에 따라 전기 모터(10) 또는 내연 기관(20)이 작동되도록 하여, 차량이 구동되도록 할 수 있다. 일례로, 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달하지 못한 상태에서, 저속 토크 주행시 전기 모터(10)만이 작동되도록 하며, 고속 토크 주행시 내연 기관(20)만으로 또는 전기 모터(10)와 내연 기관(20)이 동시에 작동되어 차량이 주행되도록 할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템은 전기 모터(10) 및 내연 기관(20)으로 차량이 구동되는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템에 있어서, 마지막으로 연료가 주입되었던 시간을 체크하여 연료주입시점으로 저장하는 체크부(100); 및 상기 체크부(100)에서 저장된 연료주입시점을 입력받고, 연료주입시점으로부터 경과된 시간이 설정된 연료방치기간에 도달할 경우 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단하여, 차량 구동시 내연 기관(20)이 강제 작동되도록 하는 제어부(200);를 포함한다.
여기서, 체크부(100)는 주유구에 설치된 주유구 감지 센서를 통하여 주유구의 개폐 유무 또는 연료탱크 내의 연료 잔여량의 변화량에 따라 연료주입시점을 체크할 수 있다. 이렇게, 체크부(100)를 통해 연료주입시점이 체크되면, 제어부(200)는 연료주입시점으로부터 경과된 시간이 연료방치기간에 도달할 경우 연료탱크 내의 연료가 재공급없이 장시간 방치된 것으로 판단하여, 차량 구동시 내연 기관(20)이 강제 작동되도록 함으로써 연료탱크 내의 방치된 연료가 소모되도록 한다.
한편, 상기 체크부에서 체크되는 연료주입시점은 마지막으로 연료가 주입되었던 날짜 및 시간일 수 있다. 즉, 체크부(100)는 마지막으로 연료가 주입되었던 시점을 연료주입시점으로 저장함으로써 이후 연료탱크 내의 잔여 연료가 얼마나 방치되었는지를 판단할 수 있다. 이렇게, 연료가 주입되었던 날짜와 더불어 시간까지 체크함으로써 연료가 방치된 기간을 시간 경과에 따라 정확히 파악할 수 있다.
한편, 상기 체크부는 연료 주입 후 연료탱크 내에 연료가 주입되어 연료량이 변화되는 연료량변동시간이 기저장된 주입확인시간 이상일 경우 현재 연료가 주입되는 시점을 연료주입시점으로 저장할 수 있다.
즉, 체크부(100)는 연료가 주입되어 연료량이 변화되는 연료량변동시간을 체크하고, 연료량변동시간이 주입확인시간 이상 지속되는 경우, 연료가 실제적으로 주유된 것으로 판단하여, 이를 연료주입시점으로 저장하는 것이다. 여기서, 주입확인시간은 연료탱크 내에 연료 주입시 연료량이 변동되는 양에 따라 실험값을 통해 결정될 수 있으며, 일례로 구동확인시간은 15sec 정도로 설정될 수 있다.
이렇게, 체크부(100)는 연료가 주입되어 연료량이 변화되는 연료량변동시간이 주입확인시간 이상 유지되는 경우 이를 연료주입시점으로 저장하여, 연료탱크 내의 연료방치 시간에 따라 내연 기관(20)이 적정 시기에 작동되도록 할 수 있다.
한편, 상기 제어부(200)는 연료주입시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달할 경우 내연 기관이 기저장된 연료소모시간 이상 작동되도록 할 수 있다.
즉, 제어부(200)는 연료주입시점이 연료방치기간 이상임에 따라 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단되면, 차량 구동시 내연 기관(20)이 강제적으로 작동됨과 더불어, 내연 기관(20)의 작동시간이 기저장된 연료소모시간 이상 작동되도록 함으로써 연료탱크 내의 연료가 충분히 소모되도록 한다. 여기서, 연료소모시간은 일례로, 20분 이상의 시간으로 내연 기관(20)이 충분히 작동되도록 함으로써 연료탱크 내의 연료가 충분히 소모되도록 함이 바람직하다.
이렇게, 구동제어부는 내연 기관(20)의 강제 작동시 연료소모시간 이상 작동되도록 함으로써 연료탱크 내의 연료가 충분히 소모되도록 할 수 있다.
한편, 상기 제어부는 연료주입시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달하지 못할 경우 차량 주행상태에 따라 전기 모터 또는 내연 기관이 작동되도록 한다. 즉, 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달하지 못한 상태에서, 저속 토크 주행시 전기 모터(10)만이 작동되도록 하며, 고속 토크 주행시 내연 기관(20)만으로 또는 전기 모터(10)와 내연 기관(20)이 동시에 작동되어 차량이 주행되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 내연 기관의 작동 시간 및 연료탱크 내의 연료가 주입되는 시간을 체크하고, 내연 기관이 장시간 작동되지 않거나, 연료탱크 내의 연료변화량이 장시간 변화가 없을 경우 연료 노화가 발생될 것으로 판단하여 내연 기관(20)이 강제 작동되도록 함으로써 연료탱크 내의 연료가 소모되어 연료 노화에 따른 문제를 미리 방지할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:체크부 200:제어부
10:전기 모터 20:내연 기관

Claims (10)

  1. 전기 모터 및 내연 기관으로 차량이 구동되는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템에 있어서,
    마지막으로 내연 기관이 작동되었던 시간을 체크하여 엔진구동시점으로 저장하는 체크부; 및
    상기 체크부에서 저장된 엔진구동시점을 입력받고, 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 설정된 연료방치기간에 도달할 경우 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단하여, 차량 구동시 내연 기관이 강제 작동되도록 하는 제어부;를 포함하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 체크부에서 체크되는 엔진구동시점은 마지막으로 내연 기관이 작동되었던 날짜 및 시간인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 체크부는 내연 기관이 작동된 후 작동유지시간이 기저장된 구동확인시간에 도달하는지 체크하고, 작동유지시간이 구동확인시간 이상일 경우 현재 내연 기관이 작동되는 시점을 엔진구동시점으로 저장하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달할 경우 내연 기관이 기저장된 연료소모시간 이상 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 엔진구동시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달하지 못할 경우 차량 주행상태에 따라 전기 모터 또는 내연 기관이 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템.
  6. 전기 모터 및 내연 기관으로 차량이 구동되는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템에 있어서,
    마지막으로 연료가 주입되었던 시간을 체크하여 연료주입시점으로 저장하는 체크부; 및
    상기 체크부에서 저장된 연료주입시점을 입력받고, 연료주입시점으로부터 경과된 기간이 설정된 연료방치기간에 도달할 경우 연료탱크 내의 연료가 노화된 것으로 판단하여, 차량 구동시 내연 기관이 강제 작동되도록 하는 제어부;를 포함하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 체크부에서 체크되는 연료주입시점은 마지막으로 연료가 주입되었던 날짜 및 시간인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 체크부는 연료 주입 후 연료탱크 내에 연료가 주입되어 연료량이 변화되는 연료량변동시간이 기저장된 주입확인시간 이상일 경우 현재 연료가 주입되는 시점을 연료주입시점으로 저장하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 연료주입시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달할 경우 내연 기관이 기저장된 연료소모시간 이상 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 연료주입시점으로부터 경과된 기간이 연료방치기간에 도달하지 못할 경우 차량 주행상태에 따라 전기 모터 또는 내연 기관이 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 관리 시스템.
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