KR100188741B1 - 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치 및 그 방법 - Google Patents

가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

크랭크 샤프트의 회전동작에 따라 해당하는 주기의 펄스신호가 출력되는 엔진 회전수 감지수단과; 가속페달이 연동하는 스로틀 밸브의 개도량 감지수단과 가속페달에 연동하는 스로틀 밸브의 개도량에 따라 가변되는 흡입 공기량을 감지하는 흡입 공기량 감지 수단과; 차량의 주행 상태에 따른 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량을 감지하여 가변 흡기 시스템의 작동 여부를 판단하여 가변 흡기 시스템 구동 신호를 출력한 다음, 가변 흡기 시스템의 작동에 따른 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량을 감지하고, 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우에 이에 해당하는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량을 판독하여, 상기 감지되는 흡입 공기량과 판독되는 흡입 공기량의 차이량을 산출한 다음, 상기 산출되는 차이량이 설정값 이상인 경우에 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하지 않는 상태로 판단하여 오동작 경고 신호를 출력하는 고장 진단 제어 수단과; 가변 흡기 시스템에 고장이 발생하였음을 운전자에게 표시하는 동작 상태 표시 수단으로 이루어지는 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치는, 가변 흡기 시스템을 작동시킨 경우에 측정되는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량과, 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우에 해당하는 엔진 회전수와 스로틀 개도량에 따른 흡입 공기량과의 차이량에 따라 가변 흡기 시스템의 동작 상태를 판단하여 표시함으로써, 운전자가 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 파악하여 그에 따른 방안을 신속하게 수행할 수 있으며, 그 방법을 제공할 수 있다.

Description

가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치 및 그 방법
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치의 구성 블록도이고,
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 가변 흡기 시스템의 고장 진단 방법의 동작 순서도이다.
이 발명은 가변 흡기 시스템(Variable Induction System)의 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 가변 흡기 시스템을 작동시킨 경우에 측정되는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량과, 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우에 이에 해당하는 엔진 회전수와 스로틀 개도량에 따른 흡입 공기량과의 차이량에 따라 가변 흡기시스템의 동작 상태를 판단하는 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
자동차의 흡기 장치는 흡입되는 공기속에 들어 있는 먼지 등을 제거하는 공기 청정기와, 각 실린더에 혼합기를 분배하는 흡기 매니폴드(manifold)로 구성되어 있다.
상기 흡기 매니폴드는 기화기에서 만든 혼합기를 될 수 있는 대로 저항을 적게 하여 실린더로 유도하는 관으로, 2실린더 이상의 다(多)실린더 기관에서는 질과 양이 균일한 혼합기를 각 실린더에 분배하는 역할을 한다.
따라서, 흡기 매니폴드의 설계가 잘못되고 못됨에 따라 흡입 공기량, 혼합기의 분배, 시동성 등 기관의 출력에 큰 영향이 있다. 특히, 고출력 기관에서는 흡기 매니폴드의 저항을 적게 하여 더 많은 공기를 흡입하게 할 뿐만 아니라 매니폴드의 관성 효과를 이용하여 보다 큰 출력을 얻게 한다.
일반적으로 가변 흡기 시스템은 상기한 흡기 매니폴드의 관성 효과를 이용하여 차량의 주행 상태에 따라 엔진으로 흡입되는 공기량을 조절하는 시스템이다.
엔진의 연소실로 연결되는 흡기 매니폴드를 길이가 짧은 관과 상대적으로 길이가 긴 관을 각각 장착한 다음, 엔진 제어 장치가 감지되는 엔진 회전수 및 부하량에 따라 길이가 짧은 관의 밸브를 열거나,상대적으로 길이가 긴 관의 밸브를 열어 흡입되는 공기량을 조절하게 된다.
예를 들어, 현재 차량이 저속으로 주행하는 경우에는 길이가 긴 관의 밸브를 개방시켜, 흡입되는 공기량의 관성 효과를 이용하여 토크가 증대되고, 고속으로 주행하는 경우에는 상대적으로 길이가 짧은 관의 밸브를 개방시켜, 신속하게 공기량이 엔진으로 흡입되도록 조절하게 된다.
그러나, 상기와 같이 차량의 주행 상태에 따라 엔진으로 흡입되는 공기량을 조절하는 가변 조절 시스템에 이상이 발생하는 경우에는, 적절한 공연비가 이루어지지 않아 배기가스가 증가되어 환경 오염이 증가하는 문제점이 발생하게 되므로, 북미 협정인 OBD-II(On Board Diagonosis) 규정에 가변 흡기 밸브 시스템의 고장 여부를 진단하기 위한 항목이 정해져있다.
그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 엔진의 주행 상태에 따라 흡입되는 공기량을 조절하는 가변 흡기 시스템에 있어서, 가변 흡기 시스템을 작동시킨 경우에 측정되는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량과, 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우에 이에 해당하는 엔진 회전수와 스로틀 개도량에 따른 흡입 공기량과의 차이량에 따라 가변 흡기 시스템의 동작 상태를 판단하는 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는데 있다.
상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 가변 흡기 시스템이 장착된 차량에 있어서, 크랭크 샤프트의 회전동작에 따라 해당하는 주기의 펄스신호가 출력되는 엔진 회전수 감지수단과; 가속페달에 연동하는 스로틀밸브의 개도량에 따라 가변되는 스로틀 개도량을 감지하여 그에 해당하는 전기적 신호를 출력하는 스로틀 개도량 감지수단과; 가속페달에 연동하는 스로틀 밸브의 개도량에 따라 가변되는 흡입 공기량을 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 흡입 공기량 감지 수단과; 차량의 주행 상태에 따른 엔진 회전수와 흡입 공기량을 감지하여 가변 흡기 시스템의 작동 여부를 판단하여 가변 흡기 시스템 구동 신호를 출력한 다음, 가변 흡기 시스템의 작동에 따른 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량을 감지하고, 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우에 이에 해당하는 엔진 회전수와 스로틀 개도량에 따른 흡입 공기량을 판독하여, 상기 감지되는 흡입 공기량과 판독되는 흡입 공기량의 차이량을 산출한 다음, 상기 산출되는 차이량이 설정값 이상인 경우에 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하지 않는 상태로 판단하여 오동작 경고 신호를 출력하는 고장 진단 제어 수단과; 상기 고장 진단 제어 수단에서 출력되는 경고 신호에 따라 구동되어 가변 흡기 시스템에 고장이 발생하였음을 운전자에게 표시하는 동작 상태 표시 수단으로 이루어진다.
상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 다른 구성은, 차량의 주행 상태에 따른 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 엔진으로 흡입되는 공기량을 감지하는 단계와; 상기 감지되는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량에 따라 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 판단하여 가변 흡기 시스템 구동 신호를 출력하는 단계와; 가변 흡기 시스템의 구동에 따라 출력되는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량을 감지하는 단계와; 내부 메모리에 설정되어 있는 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우에 해당하는 엔진 회전수와 스로틀 개도량에 따른 흡입 공기량을 판독하는 단계와; 상기 가변 흡기 시스템의 작동에 따라 감지되는 흡입 공기량과, 판독되는 흡입 공기량의 각각의 차이량을 산출하여 설정값과 비교 판단하는 단계와; 상기에서 산출되는 각각의 차이량이 설정값 이상인 경우에 가변 흡기 시스템의 작동이 정상적으로 이루어지지 않는 상태로 판단하여, 가변 흡기 시스템의 오동작을 운전자에게 알리기 위한 경고 신호를 출력하는 단계로 이루어진다.
상기 구성에 의하여 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직할 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치의 구성 블록도이고,
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 가변 흡기 시스템의 고장 진단 방법의 동작 순서도이다.
첨부한 제1도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치의 구성은, 가속 페달의 작동 상태에 따라 가변되는 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 스로틀 밸브 감지부(10)와, 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수온 감지부(20)와, 크랭크 축에 장착되어 있는 크랭크 포지션 휠(crank position wheel)에 형성되어 있는 톱니바퀴의 회전동작에 따라 펄스신호가 출력되는 엔진 회전수 감지부(30)와, 가속페달에 연동하는 스로틀 밸브의 동작 상태에 따라 흡입량이 가변되는 공기량을 감지하는 흡입 공기량 감지부(40)와, 상기 감지부(10∼40)의 출력단에 연결되어 가변 흡기 시스템의 온/오프(on/off) 상태에 따라 감지되는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량과 설정된 엔진 회전수와 스로틀 개도량에 따른 흡입 공기량의 차이량에 따라 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 진단하여 그에 해당하는 경고신호를 출력하는 고장진단 제어부(50)와, 상기 고장 진단 제어부(50)의 출력단에 연결되어 인가되는 경고 신호에 따라 동작하여 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 사용자가 알 수 있도록 표시하는 동작 상태 표시부(60)와, 상기 고장 진단 제어부(50)의 출력단에 연결되어 가변 흡기 시스템을 작동시키는 솔레노이드 밸브(70)로 이루어진다.
이 발명의 실시예에 따른 가변 흡기 시스템을 작동시키기 위한 솔레노이드 밸브(70)는 흡기 매니폴드의 도시하지 않은 길이가 짧은 관의 개폐를 조절하기 위한 제1솔레노이드 밸브와, 상대적으로 길이가 긴 관의 개폐를 조절하기 위한 제2솔레노이드 밸브로 이루어진다.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치의 작용은 다음과 같다.
자동차에 시동이 걸려 전원이 인가되면 고장 진단 제어부(50)는 모든 사용변수를 초기화한 다음(S110), 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 진단하기 위한 차량 조건의 만족 여부를 판단한다(S120).
가변 흡기 시스템의 작동 상태를 진단하기 위한 차량의 상태를 판단하기 위하여, 고장 진단 제어부(50)는 냉각수 온도와, 엔진 회전수 그리고 스로틀 밸브의 개도량을 감지한다.
상기에서 고장 진단 제어부(50)는 감지되는 냉각수의 온도에 따라 엔진의 충분한 워밍업이 이루어졌는지를 판단하여(S130), 상기 냉각수온이 설정 온도 이상인 경우에는 충분히 엔진이 워밍업된 것으로 판단하여, 차량의 주행 상태가 일정 상태를 유지하고 있는가를 판단한다(140∼S150).
상기에서 감지되는 엔진 회전수의 변동량이 일정 범위 이내이고, 또한 운전자의 가속의지에 따른 스로틀 밸브의 개도량의 변화량이 일정 범위 이내인 경우에는, 현재 차량의 주행 상태가 가변되고 있는 상태가 아닌 일정한 상태로 주행하고 있는 것으로 판단하여, 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 진단하기 위한 차량 조건을 만족하는 것으로 판단한다.
상기에서 감지되는 냉각수온이 설정 온도보다 낮고, 엔진 회전수의 변화량 및 스로틀 밸브의 개도량 변화량이 일정 범위를 벗어나는 경우에는, 차량의 주행 상태가 가변되고 있는 것으로 판단하여 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 진단하기 위한 루틴을 종료한다.
상기에서 차량의 주행 상태를 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 진단하기 위한 조건을 만족하는 경우에는, 고장 진단 제어부(50)는 현재 차량의 주행 상태에 따라 가변 흡기 시스템의 구동 여부를 결정하여 그에 따라 가변 흡기 시스템을 작동시킨다(S160).
다시 말하자면, 현재 차량의 주행 상태가 저속 영역에 해당하는 경우에 고장 진단 제어부(50)는 길이가 긴 흡기 매니폴드를 통하여 공기량이 흡입되도록 제1솔레노이드 밸브를 작동시키고, 차량 주행 상태가 고속 영역에 해당하는 경우에는 상대적으로 길이가 짧은 흡기 매니폴드를 통하여 공기량이 흡입되도록 제2솔레노이드 밸브를 작동시킨다.
상기에서 차량의 주행 상태에 따라 가변 흡기 시스템을 작동 여부를 결정하여 그에 따른 동작을 수행한 다음, 고장 진단 제어부(50)는 가변 흡기 시스템의 작동 여부에 따라 가변되는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량(B1)을 측정한다(S170).
상기에서 가변 흡기 시스템의 작동 여부에 따른 현재 차량의 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량을 감지한 다음, 고장 진단 제어부(50)는 가변 흡기 시스템의 작동 상태에 따라 설정되어 있는 해당 엔진 회전수와 스로틀 개도량에 따른 흡입 공기량을 판독한다(S180).
다시 말하자면, 고장 진단 제어부(50)는 가변 흡기시스템이 작동 상태 즉, 저속 영역에 따른 작동 및 고속 영역에 따른 흡기 매니폴드의 작동 상태에 따라, 내부 메모리에 설정되어 있는 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우에 감지되는 엔진회전수와 스로틀 밸브의 개도량에 따른 흡입 공기량(B2)을 판독한다.
상기 고장 진단 제어부(50)는 가변 흡기 시스템의 작동에 따라 감지되는 흡입 공기량(B1)과 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우에 해당하는 흡입 공기량(B2)의 차이량(D)을 산출한 다음(S190), 상기 산출된 차이량(D)과 가변 흡기 시스템의 고장 여부를 판단하기 위한 설정값과의 관계를 판단한다(S200).
상기에서 산출된 차이량(D)이 설정값 이하인 경우에는 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하고 있는 상태인 것으로 판단하여, 초기의 고장 진단 조건 판단 단계로 돌아간다.
상기에서 고장 진단 제어부(50)는 산출된 차이량(D)이 모두 해당하는 설정값 이상으로 차이가 나는 경우에는, 가변 흡기시스템에 이상이 발생하여 적절한 공기량이 흡입되지 않아 엔진 출력이 정상적으로 이루어지지 않은 것으로 판단하여, 가변 흡기 시스템의 오동작을 나타내는 경고 신호를 동작 상태 표시부(60)로 출력한다.
상기 동작 상태 표시부(60)는 고장 진단 제어부(50)에서 출력되는 경고 신호에 따라 구동되어, 가변 흡기 시스템에 고장이 발생하여 정상적인 흡기 동작에 따른 엔진 출력이 이루어지지 않은 상태를 운전자가 알 수 있도록 표시한다.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 엔진의 주행 상태에 따라 흡입되는 공기량을 조절하는 가변 흡기 시스템에 있어서, 가변 흡기 시스템을 작동시킨 경우에 측정되는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량과, 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우의 엔진회전수 및 스로틀 개도량에 해당하는 흡입 공기량과의 차이량에 따라 가변 흡기 시스템의 동작 상태를 판단하여 표시함으로써, 운전자가 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 파악하여 그에 따른 방안을 신속하게 수행할 수 있는 효과를 가지는 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 가변 흡기 시스템이 장착된 차량에 있어서, 크랭크 샤프트의 회전동작에 따라 해당하는 주기의 펄스신호가 출력되는 엔진 회전수 감지수단과; 가속페달이 연동하는 스로틀밸브의 개도량에 따라 가변되는 스로틀 개도량을 감지하여 그에 해당하는 전기적 신호를 출력하는 스로틀 개도량 감지수단과; 가속페달에 연동하는 스로틀 밸브의 개도량에 따라 가변되는 흡입 공기량을 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 흡입 공기량 감지 수단과; 차량의 주행 상태에 따른 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량을 감지하여 가변 흡기 시스템의 작동 여부를 판단하여 가변 흡기 시스템 구동 신호를 출력한 다음, 가변 흡기 시스템의 작동에 따른 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량을 감지하고, 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우에 이에 해당하는 엔진 회전수와 스로틀 개도량에 따른 흡입 공기량을 판독하여, 상기 감지되는 흡입 공기량과 판독되는 흡입 공기량의 차이량을 산출한 다음, 상기 산출되는 차이량이 설정값 이상인 경우에 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하지 않는 상태로 판단하여 오동작 경고 신호를 출력하는 고장 진단 제어 수단과; 상기 고장 진단 제어 수단에서 출력되는 경고 신호에 따라 구동되어 가변 흡기 시스템에 고장이 발생하였음을 운전자에게 표시하는 동작 상태 표시 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 고장 진단 제어 수단은, 자동차에 시동이 걸려 전원이 인가되면 냉각수 온도와 엔진 회전수 그리고 스로틀 밸브의 개도량을 감지하여, 상기에서 감지되는 냉각수온이 설정온도보다 낮고, 엔진 회전수의 변화량 및 스로틀 밸브의 개도량 변화량이 일정 범위를 벗어나는 경우에, 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 진단하기 위한 루틴을 수행하는 것을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치.
  3. 차량의 주행 상태에 따른 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 엔진으로 흡입되는 공기량을 감지하는 단계와; 상기 감지되는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량에 따라 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 판단하여 가변 흡기 시스템 구동 신호를 출력하는 단계와; 가변 흡기 시스템의 구동에 따라 출력되는 엔진 회전수와 스로틀 개도량 및 흡입 공기량을 감지하는 단계와; 내부 메모리에 설정되어 있는 가변 흡기 시스템이 정상적으로 작동하는 경우에 해당하는 엔진 회전수와 스로틀 개도량에 따른 흡입 공기량을 판독하는 단계와; 상기 가변 흡기 시스템의 작동에 따라 감지되는 흡입 공기량과, 판독되는 흡입 공기량의 차이량을 산출하여 설정값과 비교 판단하는 단계와; 상기에서 산출되는 각각의 차이량이 모두 설정값 이상인 경우에 가변 흡기 시스템의 작동이 정상적으로 이루어지지 않는 상태로 판단하여, 가변 흡기 시스템의 오동작을 운전자에게 알리기 위한 경고 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 흡기 시스템의 고장 진단 방법.
  4. 제3항에 있어서, 자동차에 시동이 걸려 전원이 인가되면 냉각수 온도와 엔진 회전수 그리고 스로틀 밸브의 개도량을 감지하여, 상기에서 감지되는 냉각수온이 설정온도보다 낮고, 엔진 회전수의 변화량 및 스로틀 밸브의 개도량 변화량이 일정 범위를 벗어나는 경우에, 가변 흡기 시스템의 작동 상태를 진단하기 위한 차량 조건 상태를 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 흡기 시스템의 고장 진단 방법.
KR1019940034220A 1994-12-14 1994-12-14 가변 흡기 시스템의 고장 진단 장치 및 그 방법 KR100188741B1 (ko)

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