KR100475684B1 - 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법 - Google Patents

Abstract

차량의 연료 검출 센서의 고장유무를 판정하기 위한 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법이 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, a) 상기 연료 검출 센서로부터 검출된 연료탱크의 잔여 연료량을 검출하여 연료 변동에 따른 최대값 또는 최소값을 검출한 후, 일정 시간동안 연료 변동의 평균값을 산출하는 단계; b) 엔진으로 공급되는 소비 연료량을 산출하는 단계; c) 차량의 주행 거리를 산출 및 누적시키는 단계; d) 연료 변동의 평균값과 현재까지의 소비 연료량과의 차이를 산출하고, 차이값이 기준차이 이상을 벗어나는가를 판단하는 단계; e) 차이값이 기준차 이상일 경우 연료 검출 센서가 정상임을 판정하며, 차이값이 기준차이 이하일 경우, 주행 거리가 기준거리를 초과하는가를 판단하는 단계; 및 f) 주행거리가 기준거리를 초과할 경우, 연료 검출 센서가 에러임을 판정하는 단계;로 이루어져, 연료 검출 센서의 에러판정을 보다 정확하게 이루어지도록 하여 연료 검출 시스템의 안정성을 확보하는 효과를 얻는다.

Description

연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법{A DIAGNOSTIC METHOD FOR FUEL TANK LEVEL SENSOR}

본 발명은 차량의 고장 진단에 관한 것으로, 보다 상세히는 차량의 연료 탱크내에 구비되는 연료 레벨 센서의 고장 여부를 판단하기 위한 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 연료탱크는 연료를 저장하는 곳으로 운행 중 연료의 출렁임을 방지하기 위해 배플판이 있고, 연료의 유무를 운전자에게 알려주는 연료계 유닛이 있다. 연료탱크내의 연료량을 감지하기 위해서 부유물(Float)을 이용한 뜨개 방식의 연료량 측정 또는 저항 센서를 이용한 연료량 측정 방법이 사용되며, 각각의 측정 방법을 통한 연료량 측정 정보는 상기 연료계 유닛으로 전송하여 사용자로부터 현재의 연료량을 판단하게 된다.

부유물을 이용한 뜨개방식의 연료량 측정은 연료량에 따라 뜨개의 위치가 가변되고, 가변된 위치에 따라 저항값이 달리되도록 하여 연료량을 저항값을 통해 간접적으로 측정하도록 하는 것이다. 또한 저항 센서를 이용한 연료 측정은 저항 센서에 맞닿는 연료로 인해 저항값의 변화를 측정하는 것으로, 공기중의 저항값과 연료 액체 내에서의 저항값이 상이함을 이용한 것이다.

이러한 연료량 측정은 사용자에게 잔여 연료량을 경고하기 위해 사용되기도 하지만, 연료량 측정을 위한 메카니즘의 에러를 조기에 발견하여 시스템의 안정성을 확보하기 위해 사용되기도 한다. 예컨대, ECU는 엔진으로 공급되는 연료량을 지속적으로 측정하고 측정된 결과를 누적시킴으로써, 누적된 연료량 정보와 연료탱크내의 잔여 연료량과 비교하여 연료 레벨 센서의 에러유무를 판단한다.

ECU는 통상 10리터 정도의 연료량 오차가 발생하면 경고 메시지를 출력하고, 사용자는 이를 통해 연료 레벨 센서가 고장임을 인지한다. 그러나, 차량의 운행중에는 연료탱크내의 연료가 출렁이게 되고, 상기 배플판이 구비되어 있어도 연료의 출렁임은 억제되지 못하는 실정에 있다. 특히 연료가 일정 각도로 기울어져 있는 상태에서 소정 시간동안 지속되는 경우가 발생하면, 이를 감지하고 감안할 수 있는 시스템이 구현되지 못하고 있다. 즉, 소정 각도의 도로를 지속적으로 주행하여 연료탱크 내의 연료가 정상적으로 측정되지 못하고, 연료측정이 엔진으로 분사되는 연료량과 10리터 이상 차이가 발생하면, ECU는 연료 레벨 센서가 고장임으로 인지하여 사용자에게 경고 메시지를 출력하게 되는 것이다.

이는 연료 측정의 뜨개나 저항 센서의 에러가 아님에도 불구하고, ECU는 에러처리를 수행함에 따라, 사용자의 불안감을 초래하며 소비자로부터 시스템의 불안정성을 인지하는 결과를 낳게 된다.

반면, 뜨개를 이용한 연료 측정 센서는 그 메카니즘이 뜨개의 위치변화로 인한 저항값을 가변시켜 가변된 저항치를 측정하기 때문에, 불특정의 이물질을 통해 뜨개에 연결된 로드가 저항에 접합되어 연료 변화량에 관계없이 뜨개가 이송되지 못하는 경우가 발생한다. 이러한 경우는 명백한 연료 측정 센서의 에러임에도 불구하고, 현재 시스템은 연료가 10리터 이상 소비 시 에러임으로 판단한다. 따라서, 현재 사용되는 연료 측정 시스템은 안정성이 확보되지 못한다는 문제점을 갖게 되는 것이다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 연료측정이 노면의 굴곡에 관계없이 정상적으로 측정하도록 하는 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법은, a) 상기 연료 검출 센서로부터 검출된 연료탱크의 잔여 연료량을 검출하여 연료 변동에 따른 최대값 또는 최소값을 검출하고, 상기 최대값 또는 최소값을 기초로 소정 시간동안 연료 변동의 평균값을 산출하는 단계; b) 엔진으로 공급되는 소비 연료량을 산출하는 단계; c) 상기 b)에서 산출된 상기 연료량에 기초하여 차량의 주행 거리를 산출 및 누적시키는 단계; d) 상기 a) 및 b)를 통해 상기 연료 변동의 평균값과 현재까지의 소비 연료량과의 차이를 산출하고, 차이값이 기준차이 이상을 벗어나는가를 판단하는 단계;e) 상기 차이값이 기준차이 이상일 경우 연료 검출 센서가 정상임을 판정하며, 상기 차이값이 기준차이 이하일 경우, 상기 c)를 통해 현재까지의 주행 거리가 기준거리를 초과하는가를 판단하는 단계; 및 f) 상기 주행거리가 기준거리를 초과할 경우, 연료 검출 센서가 에러임을 판정하고 에러 메시지를 출력하고 상기 과정을 반복하는 단계; 로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 차량의 비운행 중 연료량이 증가했을 경우 이를 주유상태로 판단하고, 상기 잔여 연료량을 상기 연료 검출 센서로부터 검출되는 현재의 연료량으로 재설정하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 동작을 설명하기 위한 ECU 및 그 주변 기기를 나타낸 구성도이다. 도 2는 차량의 주행 중 연료 탱크내의 연료 요동상태 및 연료 변화의 최대치/최소치를 표시한 그래프이다. 도 3은 본 발명의 동작 순서를 설명하기 위한 플로우챠트이다. 예시도면을 참조하면, 연료 검출 제어를 수행하기 위한 ECU(100), 연료 센서(109), 연료분사 장치(111) 및 연료 검출 결과를 디스플레이하기 위한 경고 표시부(113)로 구성된다.

상기 ECU(100)는 상기 연료 센서(109)로부터 검출된 정보를 디지털 신호로 변환 처리하고, 엔진의 연료 분사 제어를 수행하며, 연료 경고 신호를 생성하는 제어부(101), 상기 제어부(101)의 시스템 운영을 총괄 제어하기 위한 프로그램이 내장된 프로그램 메모리(107), 정보 처리를 위한 레지스터(103) 및 데이터 메모리(105)로 구성된다. 본 구성의 동작을 예시된 도 3에 기초하여 설명한다.

프로그램 메모리(107)에 저장된 프로그램은 상기 연료 센서(109)로부터 검출된 연료량 정보를 수신하여 디지털 신호로 변환시키기 위한 A/D 컨버팅 제어 알고리즘과, 상기 A/D 컨버팅된 디지털 정보에 기초하여 연료 탱크내의 연료 변화량을 실시간 검출하고, 연료 변화량을 통한 연료의 최대치 평균값 및 최소치 평균값 정보를 출력하기 위한 알고리즘과, 미 설명된 다수의 센서로부터 입력된 정보에 기초하여 엔진의 연료분사를 제어하고, 연료분사량을 통해 주행 거리를 산출하기 위한 제어 알고리즘과, 시스템 운영을 위한 초기값 설정 및 연료 센서의 오동작에 따른 에러 메시지 출력 알고리즘을 포함한다.

데이터 메모리(105)는 상기 알고리즘을 통해 산출 및 연산된 결과 정보를 저장하며, 레지스터(103)는 상기 알고리즘에 따라 산출 및 연산 시 정보의 일시 저장장소로 활용된다.

제어부(101)는 프로그램 메모리(107)의 알고리즘에 기초하여 운영되며, 먼저 연료 센서(109)로부터 현재의 연료량을 검출한다. 이는 연료량에 따라 변동되는 연료 검출 메카니즘을 통해 아날로그화된 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환한 후, 상기 데이터 메모리(105)에 저장한다(S301). 데이터 메모리(105)에 저장되는 정보는 일정 시간 예컨대, 수십 초 단위로 연료 탱크의 연료량을 검출하므로써, 생성되며 데이터 메모리(105)는 상기 정보가 순차적으로 적립된다.

제어부(101)는 수백 mSec ~ 수 Sec 단위로 상기 데이터 메모리(105)에 저장된 연료량 정보를 리드하여 연료 변동의 최대치 및 최소치를 검출하고, 이에 대한 평균치를 산출한다. 데이터 산출 시 레지스터(103)가 이용됨은 물론이고, 상기 최대치 및 최소치에 대한 설명은 도 2에 도시된 바와 같이, 연료량이 감소하기 시작한 시점이 최대값이 되고, 연료량이 증가하기 시작한 시점이 최소값이 된다.

따라서, 상기 최대값 및 최소값은 일정 시간 내 예컨대, 30초 내에 다수 개 검출되며, 각각으로 검출된 정보를 합산하여 평균치를 산출하는 것이다(S303). 평균치 값은 상기 데이터 메모리(105)에 저장되고, 시간 경과에 따라 지속적인 업데이트가 이루어진다. 또한, 제어부(101)는 프로그램 메모리(107)에 기초한 연료 분사 제어가 이루어지며, 상기 연료 분사장치(111)로 연료 분사량에 따른 펄스 신호를 출력한다. 따라서 이러한 펄스 신호의 펄스폭과 이 펄스폭 만큼의 연료 분사량을 통해 현재 소비되는 연료량을 산출하고, 상기 현재의 소비 연료량을 통해 차량의 주행거리를 산출하는 것이다(S305).

연료탱크의 연료진동에 따른 연료량 최대치 평균값 및 최소치 평균값 정보와 현재까지 엔진으로 공급되는 연료 소비량 정보 및 소비 연료량에 따라 산출된 차량의 주행 거리 정보는 데이터 메모리(105)에 저장된다(S307). 상기 제어부(101)는 데이터 메모리(105)에 저장된 정보를 기초로 상기 최대치 평균값 또는 최소치 평균값 중 어느 하나의 정보를 리드하고, 상기 연료 소비량 정보를 리드하여 상호 기준치 이상의 차이가 발생하는가를 판단한다(S309).

본 발명에서는 상기 기준치를 최대치 평균값 또는 최소치 평균값 중 어느 하나의 정보와 연료 소비량 정보가 20% 차이가 발생했을 때 연료 검출 센서가 정상임으로 판단함이 실시 예로 하고 있다. 즉, 엔진 구동을 위한 연료 소비량에 비해 상기 최대치 평균값 또는 최소치 평균값이 20%정도 이상 차이로 소비되었으면, 연료 검출센서(109)가 정상적으로 동작되고 있음으로 판단하는 것이다.

한편, 연료 검출 센서(109)로부터 검출된 연료량이 현재 소비 연료량과 20% 미만의 차이를 나타내고 있을 경우에는, 상기 데이터 메모리(105)에 적산되고 있는 차량의 주행거리 정보를 리드하여 기준치 예컨대, 300Km를 초과하였는가를 판단한다(S311). 통상적으로 300Km를 주행할 경우 연료 게이지는 시각적으로 그 변화량이 인지되기 때문에, 이러한 기준치 거리를 주행한 후 연료 검출 센서(109)의 변화가 없을 경우에는 연료 검출 센서(109)의 에러로 판단하고 에러 메시지를 출력하는 것이다(S313).

한편, 상기 연료 검출 센서(109)가 기준치 거리를 주행한 후에 상기 20% 이상의 변화가 발생했을 경우에는, 연료 검출 센서(109)가 정상적으로 동작함으로 인지한다(S315). 이러한 오차가 크게 발생하는 경우는 주행 노선이 내리막길 또는 오르막길에서 발생할 수 있는 연료 검출 센서(109)의 오동작을 감안한 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 연료 검출 센서(109)의 검출 정보를 평균치 정보로 산출하고, 엔진으로 제공되는 연료량 및 연료량을 기초로 주행 거리를 산출하므로써, 평균치 정보와 소비되는 연료량 정보를 상호 비교한 후 기준치 이상의 연료 소비 변화량을 체크하고, 또한 상기 주행 거리를 통해 연료의 변화량을 예측하여 연료 검출 센서의 에러 유무를 판단하는 것이다.

한편, 이러한 판단에도 불구하고 연료 검출 센서의 에러가 발생할 수 있는데, 이는 곧, 차량이 연료를 공급받았을 경우인데 본 발명에서는 비운행 중에 연료량이 증가하였는가를 판단하므로써 주유 여부를 판단한다(S317). 이는 엔진의 정지상태 유무에 관계 없이 차량의 주행하지 않는 상태에서 연료량의 증가했을 경우에는 주유상태로 인지할 수 있으며, 또한 엔진이 정지한 후 엔진이 다시 시동되었을 경우 연료량이 증가했으면 이 또한 주유 상태로 판단한다.

엔진이 정지되었을 경우, 즉 시동이 오프되었을 경우에는 현재 저장되어 있는 연료 변동의 최대치 또는 최소치 평균값, 소비 연료량 및 주행거리 정보가 상기 데이터 메모리(105)에 저장되는 것으로, 이후 엔진이 시동되었을 경우 현재의 연료량과 기 저장된 평균값 정보와 비교하여 연료의 증가여부를 판단하는 것이다.

따라서, 주유상태인 연료의 증가상태임을 검출한 제어부(101)는 연료 센서(109)로부터 검출되는 연료 센싱값 정보를 초기화하여 현재 주유된 연료량을 검출하여 연료 레벨 센서값을 재 설정하는 것이다(S319). 그리고 상기 과정을 반복하여 연료 검출 센서의 고장 유무를 지속적으로 검출 및 판단 그리고 에러 발생 시 경고 메시지를 발생토록 한다. 한편, 상기 과정에서 연료 검출 센서로부터 검출되는 연료량은 차량의 시동과 더불어 정확한 검출이 어렵기 때문에, 일정 시간 예컨대 30초 후에 연료량을 검출함은 본 발명의 요지를 부각시킬 수 있을 것이다.

이상 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법은 차량의 연료 검출 센서로부터 순시 연료량 정보를 수신하고 소정 시간동안 상기 연료량 정보의 최대치 값 또는 최소치 값을 검출하며, 이를 기초로 차량 운행 시 연료 진동에 따른 소정 시간동안의 평균치 정보를 산출하고, 엔진으로 공급되는 실제 연료 소비량을 산출하며, 이로부터 차량의 운행거리를 산출한다. 또한, 잔여 연료량의 평균치 정보와 현재 연료 소비량과의 차이를 산출하여 기준치 이상의 변화가 없을 경우, 차량의 주행 거리가 기준치를 넘는가를 판단하여 기준치에 따른 주행거리를 초과하면 연료 검출 센서의 에러로 판정함으로써, 연료 검출 센서의 에러판정을 보다 정확하게 이루어지도록 하여 연료 검출 시스템의 안정성을 확보하는 효과를 얻는다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 동작에 따른 주요 구성 요소를 나타낸 구성도이고,

도 2는 본 발명의 연료 평균치 정보를 산출하기 위해 실시예로 도시한 그래프이며,

도 3은 본 발명의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : ECU 103 : 레지스터

105 : 데이터 메모리 107 : 프로그램 메모리

109 : 연료 센서 111 : 연료 분사 장치

113 : 경고 표시부

Claims (5)

1. 차량의 연료 검출 센서의 고장유무를 판정하기 위한 방법에 있어서,

   a) 상기 연료 검출 센서로부터 검출된 연료탱크의 잔여 연료량을 검출하여 연료 변동에 따른 최대값 또는 최소값을 검출하고, 상기 최대값 또는 최소값을 기초로 소정 시간동안 연료 변동의 평균값을 산출하는 단계;

   b) 엔진으로 공급되는 소비 연료량을 산출하는 단계;

   c) 상기 b)에서 산출된 상기 연료량에 기초하여 차량의 주행 거리를 산출 및 누적시키는 단계;

   d) 상기 a) 및 b)를 통해 상기 연료 변동의 평균값과 현재까지의 소비 연료량과의 차이를 산출하고, 차이값이 기준차이 이상을 벗어나는가를 판단하는 단계;

   e) 상기 차이값이 기준차이 이상일 경우 연료 검출 센서가 정상임을 판정하며, 상기 차이값이 기준차이 이하일 경우, 상기 c)를 통해 현재까지의 주행 거리가 기준거리를 초과하는가를 판단하는 단계; 및

   f) 상기 주행거리가 기준거리를 초과할 경우, 연료 검출 센서가 에러임을 판정하고 에러 메시지를 출력하고 상기 과정을 반복하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 d)의 기준차이는 상기 연료 변동의 평균값과 현재까지의 소비 연료량과의 20% 차이인 것을 특징으로 하는 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 e)의 기준거리는 300Km인 것을 특징으로 하는 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 차량의 비운행중 연료량이 증가했을 경우 이를 주유상태로 판단하고, 상기 잔여 연료량을 상기 연료 검출 센서로부터 검출되는 현재의 연료량으로 재설정하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 연료 검출 센서로부터 검출되는 연료량은 시동 후 일정 시간 경과 후 검출하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크 레벨 센서의 고장 진단 방법.