KR100440141B1 - 차량의 연료 증발 가스 누출량 진단 제어방법 - Google Patents

차량의 연료 증발 가스 누출량 진단 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 생산라인에서 연료 증발 가스의 누출 진단시 과도한 누출뿐만 아니라 연료 증발 가스의 소량 누출(Small Leak)여부도 진단할 수 있는 차량의 연료 증발 가스 누출량 진단 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량의 연료 증발 가스 누출량을 진단하는 제어방법에 있어서, 상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분의 압력을 유지시키는 단계와; 상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분의 압력을 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 구간에서 변화시키는 단계와; 상기 변화되는 압력값(Preal)을 측정하고, 측정된 압력값(Preal)과 미리 설정된 압력값(P2')의 크기에 따라 상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 과도한 누출(Large Leak) 및 소량 누출(Small Leak) 여부를 진단하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

차량의 연료 증발 가스 누출량 진단 제어방법{A METHOD FOR DIAGNOSING LEAKAGE OF EVAPORATED GAS CONTROL SYSTEM OF A VEHICLE}
본 발명은 차량에 관한 것으로서, 특히 차량의 연료 증발 가스 누출량 진단 제어방법에 관한 것이다.
통상적으로, 차량에서 배출되는 유해 가스는 배기관을 통해 배출되는 배기 가스(Exhaust Gas), 연료 탱크 및 연료 공급 라인에서 발생되는 연료 증발 가스(Fuel Evaporative Gas), 크랭크 케이스로부터 발생되는 블로 바이 가스(Blow-by Gas) 등을 들 수 있다.
이 가운데 연료 증발 가스는 연료 공급 라인에서 누출(Leak) 발생에 의해 배출되기도 하여 심각한 대기 오염을 일으키고 있다.
따라서, 차량의 생산라인에서는 연료 탱크 및 연료 공급 라인으로부터 연료 증발 가스가 유출되는 것을 방지하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 연료 증발 가스 누출량 진단 제어장치(Evaporative System)를 이용하여 모니터링을 실시한다.
도 1을 참조하면, 연료 증발 가스 누출량 진단 제어장치는 연료 탱크(110)내의 연료 압력을 검출하는 압력 센서(112)와, 연료 탱크(110) 내에서 증발된 가스를 포집하는 캐니스터(120)와, 캐니스터(120)에 포집된 증발 가스를 서지 탱크(140)로 재유입할 수 있도록 온/오프(ON/OFF)되는 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(PCSV ; Purge Control Solenoid Valve)(122)와, 캐니스터(120)로의 대기 유입을 제어하는 캐니스터 클로즈 밸브(CCV ; Canister Close Valve)(124)와, 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(122)와 캐니스터 클로즈 밸브(124)를 온/오프 제어하고 압력 센서(112)로부터 공급되는 신호를 판독하여 압력 변동을 연산하여 누출량을 산출하므로써 기준값 초과 여부를 판정하여 기준값 초과로 판정시 엔진 체크등(150)의 점등을 제어하는 엔진 제어부(130)로 이루어진다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 종래 기술에 따른 연료 증발 가스 누출량의 진단제어과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 차량의 생산라인에서 연료 증발 가스 누출량의 진단을 위한 모니터링 개시조건이 성립되면, 엔진 제어부(130)는 도 2의 (S210)에서와 같이 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(122) 및 캐니스터 클로즈 밸브(124)를 오프(OFF)시킨다.
여기서, 모니터링 개시조건이라 함은
a) 차량 생산라인에서 별도로 구비되는 자기 진단부(MUT ; Multi Use Tester)로부터 리키지 체크 모드 코드(Leakage Check Mode Code)가 수신된 상태이고,
b) 변속기어가 중립위치(N 레인지)에 있으며,
c) 차량 정차중(차속＜1.25Km/h)인 조건을 말한다.
상기와 같은 모니터링 개시조건으로 모니터링이 진행되는 도중 모니터링 개시조건 가운데 어느 하나라도 성립되지 않는 경우 모니터링은 해제된다.
모니터링 개시조건이 성립된 후 (S212)에서와 같이 제1 설정시간(1초)이 경과되면 엔진 제어부(130)는 (S214)으로 진행하여 캐니스터 클로즈 밸브(124)를 온(ON) 시켜 연료계통을 밀폐시킨다.
그리고, 그때의 제1 연료 탱크 압력 변동값(△P1)을 산출한다.
이어서, 제1 연료 탱크 압력 변동값(△P1)을 산출한 후 제2 설정시간(0.5초)이 경과되면(S216), 엔진 제어부(130)는 (S218)으로 진행하여 일정 듀티값으로 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(122)를 온(ON)시키고 캐니스터 클로즈 밸브(124)를 클로즈 하여 연료 탱크(110)에 포집된 증발 가스를 서지 탱크(140)로 유입시킨다.
따라서, 연료 탱크(110)의 압력은 일정 기울기로 감소되며, 증발가스가 모두 빠져나간 것으로 판단되는 시점에서 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(122)를 다시 클로즈 한다.
퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(122)가 클로즈 되고 캐니스터 클로즈 밸브 (124)가 클로즈된 상태이므로 이때 연료 탱크(110)의 압력은 연료 계통의 증발 가스와 누출에 의해 증가된 압력이 포함되어 계산된다.
따라서, 이때 변동된 연료 탱크(110)의 압력 변동값(△P2)을 산출한다.
이때 △P2는 누출에 의한 압력 증가와 증발 가스에 의한 압력 증가에 대한 수치이고, △P1은 순수한 증발 가스에 의한 압력 증가 수치를 나타내므로 △P2에서 △P1을 감산하면 누출에 의한 압력 변동값을 얻을 수 있다.
이와 같은 방법을 통해 (S220)에서 최종 산출된 연료 증발가스 누출값이 설정된 기준값(1.0mm)을 초과한 것으로 판단되면, 엔진 제어부(130)는 엔진 체크등 (150)을 점등시켜 증발 가스 누출이 기준치를 초과하였음을 알려준다(S220~S224).
한편, 전술한 (S220)에서 최종 산출된 연료 증발가스 누출값이 설정된 기준값(1mm)을 초과하지 않은 것으로 판단되면, 엔진 제어부(130)는 증발 가스 누출이 정상임을 알려준다(S220~S224).
그런데, 종래 기술에서와 같은 방법으로 연료 증발 가스의 누출을 검출하게 되면 과도한 누출(Large Leak)(1.0mm이상의 누출)에 대해서만 기준 초과 여부를 판정하게 된다.
따라서, 종래 기술로는 연료 증발 가스의 소량 누출(Small Leak) (1.0mm이하의 누출) 여부의 진단이 곤란한 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 차량의 생산라인에서 연료 증발 가스의 누출 진단시 과도한 누출뿐만 아니라 연료 증발 가스의 소량 누출(Small Leak)여부도 진단할 수 있는 차량의 연료 증발 가스 누출량 진단 제어방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 연료 증발 가스 누출량을 진단하는 제어방법에 있어서, 상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분의 압력을 유지시키는 단계와; 상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분의 압력을 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 구간에서 변화시키는 단계와; 상기 변화되는 압력값(Preal)을 측정하고, 측정된 압력값(Preal)과 미리 설정된 압력값(P2')의 크기에 따라 상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 과도한 누출(Large Leak) 및 소량 누출(Small Leak) 여부를 진단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 연료 증발 가스 누출량 진단 제어장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 연료 증발 가스 누출량의 진단 제어과정을 도시한 흐름도.
도 3은 종래 기술에 따른 연료 증발 가스 누출량의 진단상태를 도시한 타이밍도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료 증발 가스 누출량의 진단상태를 도시한 타이밍도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료 증발 가스 누출량의 진단 제어과정을 도시한 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연료 증발 가스 누출량의 진단 제어과정을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료 증발 가스 누출량의 진단상태를 도시한 타이밍도이다.
본 발명의 실시예에 따른 연료 증발 가스 누출량 진단 제어장치는 연료 탱크내의 연료 압력을 검출하는 압력 센서와, 연료 탱크 내에서 증발된 가스를 포집하는 캐니스터와, 캐니스터에 포집된 증발 가스를 서지 탱크로 재유입할 수 있도록 온/오프(ON/OFF)되는 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(PCSV ; Purge Control Solenoid Valve)와, 캐니스터로의 대기 유입을 제어하는 캐니스터 클로즈 밸브(CCV ; Canister Close Valve)와, 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브와 캐니스터 클로즈 밸브를 온/오프 제어하고 압력 센서로부터 공급되는 신호를 판독하여 압력 변동을 연산하여 누출량을 산출하므로써 차량의 생산라인에서 연료 증발 가스의 누출 진단시 과도한 누출(Large Leak)뿐만 아니라 연료 증발 가스의 소량 누출(Small Leak)여부를 진단하는 엔진 제어부로 이루어진다.
상기와 같은 구성을 갖는 차량에서 연료 증발 가스 누출량을 진단하는 제어방법은 도 5에 도시된 바와 같이 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분의 압력을 유지시키는 단계(S510~S514)와; 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분의 압력을 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 구간에서 변화시키는 단계(S516~S518)와; 변화되는 압력값(Preal)을 측정하고 측정된 압력값(Preal)과 미리 설정된 압력값(P2')의 크기에 따라 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 과도한 누출(Large Leak) 및소량 누출(Small Leak) 여부를 진단하는 단계(S520~S524, S526~S536)로 이루어진다.
도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연료 증발 가스 누출량의 진단 제어과정을 상세히 설명한다.
먼저, 엔진 제어부는 (S510)에서와 같이 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브 및 캐니스터 클로즈 밸브를 오프(OFF)시킨다.
전술한 (S510)의 제어동작은 모니터링 개시조건에서 이루어짐에 유의해야 한다.
여기서, 모니터링 개시조건이라 함은
a) 자기 진단부(MUT ; Multi Use Tester)로부터 리키지 체크 모드 코드 (Leakage Check Mode Code)가 수신된 상태이고,
b) 변속기어가 중립위치(N 레인지)에 있으며,
c) 차량 정차중(차속＜1.25Km/h)인 조건을 말한다.
상기와 같은 모니터링 개시조건으로 모니터링이 진행되는 도중 모니터링 개시조건 가운데 어느 하나라도 성립되지 않는 경우 모니터링은 해제된다.
참고적으로, 모니터링 해제조건은
a) 모니터링 진행도중 개시조건의 어느 하나라도 불성립시
b) 점화 키 온(ON) 중 검출된 흡기 온도가 일정 온도 이하로 검출시
c) ΔP1(P2-P1) ＞일정압력
으로 설정할 수 있다.
모니터링 개시조건이 성립된 후 (S512)에서와 같이 제1 설정시간(1초)이 경과되면 엔진 제어부는 (S514)으로 진행하여 캐니스터 클로즈 밸브(CCV)를 온(ON) 시켜 연료계통을 밀폐시킨다.
이때, 엔진 제어부는 캐니스터 클로즈 밸브(CCV)를 강제로 온(ON) 시켰을 때의 제1 연료 탱크 압력 변동값(△P1)을 산출한다.
여기서, △P1=P2-P1으로 한다.
P1은 캐니스터 클로즈 밸브(CCV)를 강제 온(ON) 시켰을 때의 연료 탱크 압력(Filtering값)을 나타내며,
P2는 P1 측정 후 500msec(0.5초) 경과 시의 연료 탱크 압력(Filtering값)을 나타낸다.
△P1(P2-P1)을 일정 듀티로 일정시간 강제 구동시킨다.
즉, 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브를 클로즈시키고 캐니스터 클로즈 밸브를 오픈시킨 상태에서 압력 센서를 이용하여 연료 탱크내의 압력을 검출하면 도 4에 도시된 바와 같이 대기압과 비슷한 압력으로 신호가 출력된다.
이때, 증발 가스에 의해 연료 탱크내에는 약간의 압력 상승이 발생한다.
따라서 증발 가스로 인하여 변동된 수치를 압력 변동분(△P1)으로 세팅한다.
△P1값 산출 후 제2 설정시간(0.5초)이 경과되면(S516), 엔진 제어부는 (S518)으로 진행하여 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(PCSV)를 일정 듀티(Duty)로 일정시간 강제 구동 시켰을 때의 연료 탱크 압력값(Preal)을 측정한다.
상기한 바와 같이 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(PCSV)를 오픈시키고 캐니스터 클로즈 밸브를 클로즈시키면 연료 탱크내의 증발가스가 서지 탱크로 유입되어 연료 탱크내의 압력은 일정 기울기로 감소된다.
이어서, (S520)으로 진행하여 측정된 압력값(Preal)과 미리 설정된 압력값 (P2')의 크기를 비교한다.
여기서, P2'은 연료 탱크 압력이 일정값 이하로 도달한 시점의 압력을 나타낸다.
(S520)에서 측정된 압력값(Preal)이 미리 설정된 압력값(P2')보다 큰 상태로 일정시간이 경과되면(S522), 엔진 제어부는 (S524)으로 진행하여 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 과도한 누출(Large Leak)이 있는 것으로 진단한다.
즉, 엔진 제어부는 일정시간 동안 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(PCSV)를 강제 구동하여도 연료 탱크 압력이 P2'에 도달하지 않은 경우 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 과도한 누출(Large Leak)이 있는 것으로 진단한다.
이와는 반대로, 전술한 (S520)에서 측정된 압력값(Preal)이 미리 설정된 압력값(P2')보다 작으면, 엔진 제어부는 (S526~S536)으로 진행하여 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 구간에서 부압을 형성하고, 형성된 부압의 변화를 측정하여 측정된 부압 변화값(△P)이 설정 임계값 이상이면 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 소량 누출(Small Leak)이 있는 것으로 진단하며, 측정된 부압 변화값(△P)이 설정 임계값 이하이면 정상으로 진단한다.
즉, 엔진 제어부는 (S520)에서 측정된 압력값(Preal)이 미리 설정된 압력값(P2')보다 작으면, 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(PCSV)를 오프(OFF)시켜 클로즈하고 캐니스터 컨트롤 밸브는 계속 클로즈한 상태에서 연료 탱크내의 압력을 검출한다.
이때, 증발 가스와 누출 발생으로 유입되는 가스에 의하여 연료 탱크 내의 압력 변동분(△P)을 검출하여 이 값에서 순수 증발 가스에 의한 압력 변동분(△P1)을 감산한다.
예를 들면, 엔진 제어부는 전술한 (S520)에서 측정된 압력값(Preal)이 미리 설정된 압력값(P2')보다 작으면, (S526)에서와 같이 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브를 오프(OFF)하고, (S528)으로 진행하여 연료 탱크 압력의 최저값(P3)에 도달되었는가를 검출한다.
만약, 전술한 (S528)에서 연료 탱크 압력이 최저점(P3)에 도달되면, 일정시간 경과 후의 부압 변화값(△P)=(Preal-P3)-(P2-P1)을 측정하고, 측정된 부압 변화값(△P)과 설정 임계값의 크기를 비교한다(S530, S532).
엔진 제어부는 (S532)에서 비교된 부압 변화값(△P)이 설정 임계값(고장판정 Threshold)이상이면 (S534)에서와 같이 소량 누출(Small Leak)로 판정한다.
이와는 반대로, 엔진 제어부는 (S532)에서 비교된 부압 변화값(△P)이 설정 임계값(고장판정 Threshold)이하이면 (S536)에서와 같이 정상으로 판정한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 차량의 생산라인에서 증발가스 시스템(Evaporative System)의 과도한 누출(Large Leak)뿐만 아니라 소량 누출(Small Leak) 여부도 측정하기 위한 간이 증발 가스 누출 모니터링 방법으로서모니터링 개시조건이 성립되면 연료 계통을 밀폐시킨 상태에서 강제적으로 일정시간 동안 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(PCSV)를 구동 시켰을 경우 연료 탱크 압력이 설정된 압력이하로 떨어지지 않으면 연료 계통에 과도한 누출(Large Leak)이 있는 것으로 진단하며, 연료 탱크 압력을 일정값 이하로 부압을 형성시킨 후 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(PCSV)를 오프(Off) 시켰을 경우 일정시간 동안의 부압 해제량을 측정하여 소량 누출(Small Leak) 여부를 진단한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 연료 증발 가스 누출량 진단 제어방법은 차량의 생산라인에서 연료 증발 가스 누출량 진단을 위한 모니터링 간이 체크시 연료 증발 가스의 과도한 누출(Large Leak)뿐만 아니라 소량 누출(Small Leakage)여부도 감지하여 북미 OBD-II 강화 규제에 대응할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 차량의 연료 증발 가스 누출량을 진단하는 제어방법에 있어서,
    상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분의 압력을 유지시키는 단계와;
    상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분의 압력을 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 구간에서 변화시키는 단계와;
    상기 변화되는 압력값(Preal)을 측정하고, 측정된 압력값(Preal)과 미리 설정된 압력값(P2')의 크기에 따라 상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 과도한 누출(Large Leak) 및 소량 누출(Small Leak) 여부를 진단하며,
    상기 측정된 압력값(Preal)이 미리 설정된 압력값(P2')보다 큰 상태로 일정시간이 경과되면, 상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 과도한 누출(Large Leak)이 있는 것으로 진단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 증발 가스 누출량 진단 제어방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 측정된 압력값(Preal)이 미리 설정된 압력값(P2')보다 작으면 상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 구간에서 부압을 형성하고, 상기 형성된 부압의 변화를 측정하여 상기 측정된 부압 변화값(△P)이 설정 임계값 이상이면 상기 차량의 연료 증발 가스 누출 진단부분에 소량 누출(Small Leak)이 있는 것으로 진단하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 증발 가스 누출량 진단 제어방법.
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