KR100482543B1 - 써모 스탯 고장 진단 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은
(a) 냉각수 온도와 흡입 공기량을 검출하는 단계;
(b) 상기 (a)단계에서 검출된 냉각수 온도와 흡입 공기량을 기초로 하여 고장 진단 타이머의 시간을 설정하는 단계;
(c) 상기 타이머의 시간을 카운트 다운하는 단계;
(d) 상기 타이머의 잔류시간을 보정하는 단계;
(e) 써모 스탯의 고장 여부를 진단하기 위한 모니터링 조건이 만족되는지를 판단하는 단계; 및
(f) 상기 (e)단계에서 모니터링 조건이 만족되는 경우에 써모 스탯의 고장 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법을 제공한다.

Description

써모 스탯 고장 진단 방법{METHOD FOR DETECTING A MALFUNCTION OF A THERMOSTAT}
본 발명은 써모 스탯(thermostat)의 고장 진단 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시동 후 가속시의 높은 엔진 회전수에서 또는 시동 후 차량 서행 운전시에 써모 스탯의 고장여부를 오판하는 것을 방지할 수 있는 써모 스탯의 고장 진단 방법에 관한 것이다.
차량에 있어서 시동 후 엔진 예열(warm up) 시간을 단축하기 위해 일정 냉각수온도까지 냉각수를 라디에이터로 순환시키지 않고 엔진 내에서만 머물도록 해주는 역할을 하는 것이 써모 스탯이다. 써모 스탯은 냉각수 온도가 일정 온도 이상이 되면 개방되는 구조로 되어 있어서 냉각수가 라디에이터로 순환하게 함으로써 냉각수가 냉각되게 한다.
그러나, 냉각수온이 일정온도까지 도달하기 전에 써모 스탯이 개방되어 냉각수가 라디에이터로 순환되어 엔진 가열 시간이 길어지면 여러 가지 면에서 엔진 컨트롤에 불리하게 작용하기 때문에 일부 국가에서 써모 스탯이 개방되었는지를 진단하도록 법제화해서 이를 자동차 제조사에 요구하고 있는 실정이다.
지금까지 소개된 종래 기술은 시동시 냉각수 온도, 흡입 공기 유량, 고장 타이머로만 써모 스탯의 고장 여부를 진단하기 때문에, 시동후 가속시 높은 엔진 회전수에서 유압에 의해 서모 스탯이 개방되는 상황 발생시 고장 여부를 오진단하거나, 시동후 차량 서행 운전시 냉각수 온도는 증가하지 않으나 고장 타이머는 작동 되므로 고장 여부를 오진단하는 경우가 생기게 된다.
본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 일정 차속 이하에서는 고장 진단 타이머를 멈추고, 일정 차속 이상에서만 고장 진단 타이머를 작동시켜 저속 주행시 써모 스탯의 고장 여부를 오진단하는 것을 방지할 수 있고, 또한 자동변속기를 수동변속기와 같이 운전할 수 있다는 장점이 있는 수동변속모드(자동변속기내에 포함되는 것으로서 수동변속기능을 갖는 모드, 일명 "스포츠 모드"라 함)를 적용하는 차종에 있어서는 변속에 의한 엔진 회전수 변동이 없기 때문에 높은 엔진 회전수로 장시간 운전이 가능하므로 유압에 의한 써모 스탯이 개방될 확률이 높기 때문에 오진단 방지를 위해 수동변속모드 인식시 써모 스탯 개방 여부 검출을 중지하여 써모 스탯의 고장 여부에 대한 오진단을 방지할 수 있으며, 써모 스탯이 개방될 경우 냉각수온도가 낮은 온도까지 하강하기 때문에 일정 엔진 회전수 도달시 냉각수 온도를 기준으로 일정시간동안 비교하여 일정 온도 이상 차이가 날 경우에 모니터링을 취소하여 오진단을 방지할 수 있는 서모 스탯 고장 진단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은
(a) 냉각수 온도와 흡입 공기량을 검출하는 단계;
(b) 상기 (a)단계에서 검출된 냉각수 온도와 흡입 공기량을 기초로 하여 고장 진단 타이머의 시간을 설정하는 단계;
(c) 상기 타이머의 시간을 카운트 다운하는 단계;
(d) 상기 타이머의 잔류시간을 보정하는 단계;
(e) 써모 스탯의 고장 여부를 진단하기 위한 모니터링 조건이 만족되는지를 판단하는 단계; 및
(f) 상기 (e)단계에서 모니터링 조건이 만족되는 경우에 써모 스탯의 고장 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법을 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 써모 스탯의 고장 진단 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 써모 스탯 고장 진단 방법이 적용되는 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 써모 스탯 고장 진단 방법이 적용되는 시스템은 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수온 센서(10), 흡입 공기의 온도를 측정하는 흡기온도 센서(20), 흡입 공기의 유량을 측정하는 공기유량 센서(30), 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서(40), 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(50), 타이머(60), 상기 센서들로부터 신호를 입력받아 써모 스탯의 고장여부를 판단하는 ECU(70) 및 상기 ECU에 의한 써모 스탯의 고장 판정 결과를 입력받아 이를 표시하는 표시부(80)를 포함한다.
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 써모 스탯 고장 진단 방법을 보여주는 흐름도이다.
우선, 상기 ECU는 냉각수온 센서(10)와 공기 유량 센서(30)로부터 시동시의 냉각수온과 흡입 공기량을 검출한다(S210).
그리고 나서, 냉각수온과 흡입 공기량을 기초로 하여 고장 판정 타이머의 시간을 설정한다(S215).
흡입 공기량의 차이에 따른 냉각수온의 변화정도를 반영하기 위하여 흡입 공기량에 따라 고장 판정 타이머의 시간을 다르게 설정하게 되는데, 흡입 공기량의 수준을 수 개의 단계로 나누어서 각 단계에서 타이머의 시간을 다르게 설정하게 된다.
흡입 공기량이 적을수록 엔진 부하가 작아 냉각수 온도가 상승하는 정도가 작아 냉각수가 써모 스탯이 개방되는 특정 온도에 다다르는 시간이 길게 되므로 타이머의 설정시간을 길게 설정하고, 흡입 공기량이 많을수록 타이머의 설정시간을 짧게 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 시동시 냉각수 온도에 따라서도 타이머의 시간을 상이하게 설정하는데, 시동시 냉각수 온도가 높을수록 짧은 시간에 냉각수 온도가 써모 스탯이 개방되는 온도에 이를 수 있으므로 타이머의 시간을 짧게 설정하고, 시동시 냉각수 온도가 낮을수록 타이머의 시간을 길게 설정한다.
따라서, 흡입 공기량과 냉각수 온도를 동시에 고려하여 흡입 공기량이 적을수록 냉각수 온도가 낮을수록 타이머의 시간을 길게 설정하는 것이 바람직하다.
타이머의 시간을 설정한 후에는 상기 타이머 설정시간을 카운트 다운한다 (S220). 0.5초 단위로 설정시간이 카운트 다운되게 할 수 있다.
한편, 타이머 시간을 설정하여 카운트 다운하는 과정 중에 흡입 공기량이 계속 변화하므로 흡입 공기량의 변화가 냉각수 온도에 미치는 영향을 반영할 필요가 있다. 따라서, 현재 흡입 공기량을 검출하여 타이머 잔류시간을 흡입 공기량을 기초로 하여 보정한다(S225). 즉, 흡입 공기량이 증가하면 타이머 잔류시간이 짧아지도록 보정을 하며, 흡입 공기량이 감소하면 타이머 잔류시간이 길어지도록 하는 보정을 한다.
상기 단계 후에는, 고장 진단을 위한 모니터링 조건이 만족되는지를 판단한다(S230).
ECU는 냉각수온 센서, 흡기 온도 센서, 공기 유량 센서, 엔진 회전수 센서, 차속 센서로부터 데이터를 입력받아 모니터링 조건이 만족 되는지를 판단한다.
상기 모니터링 조건은 시동기간이 아니고, 냉각수온 센서, 흡기온도 센서 및 공기유량 센서가 정상적으로 작동하며, 시동시 냉각수 온도가 설정된 범위 내이고, 시동시 냉각수 온도와 시동시 흡기 온도의 차이가 설정된 온도보다 작으며, 엔진 회전수가 설정된 엔진 회전수 이상인 경우 냉각수온이 설정 온도 이하로 내려가지 않고, 엔진 회전수가 설정된 엔진 회전수 이상인 경우 수동변속모드가 검출되지 않으며, 그리고 차속이 설정된 속도 이상일 것을 포함한다.
시동시 냉각수 온도의 설정된 범위는, 예를 들어 -7℃ ~ 60℃로 할 수 있으며, 시동시 냉각수 온도가 설정된 범위 이내가 아닐 경우 고장 판정을 위한 모니터링을 금지한다.
한편, 시동시 냉각수 온도와 시동시 흡기 온도의 차이의 설정된 범위는 5℃로 할 수 있다.
또한, 써모 스탯이 개방될 경우 냉각수 온도가 하강하는 정도를 감안하여, 기준이 되는 설정된 높은 엔진 회전수 이상에서 냉각수 온도가 상기 설정된 엔진 회전수에서의 냉각수 온도를 기준으로 냉각수 온도가 설정된 온도 이하로 내려 가지 않아야 한다. 상기 설정된 엔진 회전수는 4500RPM이 될 수 있으며, 설정된 온도는 -2℃가 될 수 있다.
따라서 상기 설정된 엔진 회전수 이상에서 상기 설정된 온도 이하로 온도가 내려가면 모니터링 조건을 만족하지 아니하는 것으로 판단한다.
자동변속기를 수동변속기처럼 운전할 수 있다는 장점이 있는 수동변속모드(자동변속기내에 포함되는 것으로서 수동변속기능을 갖는 모드, 일명 "스포츠 모드"라 함)를 적용하는 차종에 있어서, 수동변속모드에서는 변속에 의한 엔진 회전수 변동이 없기 때문에 높은 엔진 회전수에서 장시간 운전이 가능하다. 그래서 유압에 의해 써모 스탯이 개방될 확률이 높기 때문에 써모 스탯의 고장 여부를 오판정할 수 있고, 이러한 오판정을 방지하기 위해 수동변속모드 인식시에는 모니터링 조건을 만족하지 아니하는 것으로 판단한다.
또한, 차량이 저속으로 운행하는 경우에 써모 스탯 고장 여부를 오판정하는 것을 방지하기 위해 차속이 설정 속도 이상일 것을 모니터링 조건으로 하는데, 예를 들어 상기 설정된 차량의 속도는 15km/h가 될 수 있다.
상기 모니터링 조건 만족 여부를 판단하는 단계(S230)에서 모니터링 조건이 만족되지 아니하는 것으로 판단되면, 써모 스탯의 고장 여부를 판단하지 아니하고 S210단계로 진행하게 된다.
모니터링 조건이 만족되는 것으로 판단되면, 냉각수 온도가 설정된 온도 이상인지를 판단한다(S235).
상기 설정된 온도는 차량의 운행을 위해 엔진이 충분히 가열되었다고 판단되는 적당한 온도로 설정될 수 있는데, 예를 들면 75℃로 설정할 수 있다.
상기 설정된 온도는 써모 스탯이 닫혀진 상태라면 상기 설정된 타이머 시간이 경과하면 냉각수가 상기 설정된 온도에 이를 수 있도록 설정된다.
냉각수 온도가 설정온도 이상이면 써모 스탯이 정상인 것으로 판단한다 (S250). 냉각수 온도가 설정온도 이상이 아니면 타이머의 시간이 만료되었는지를 판단한다(S240). 즉, 냉각수의 온도가 설정온도보다 낮은 상태에서 타이머의 시간이 만료되어 타이머의 시간이 '0'이 되었다면 써모 스탯이 고장난 것으로 판단한다(S245).
즉, 상기 설정된 시간이 만료 할 때까지 냉각수 온도가 상기 설정 온도에 이르지 못했다면 써모 스탯이 개방되어 있었다고 판단하는 것이다. 낮은 냉각수 온도에서 써모 스탯이 개방되어 있다면 써모 스탯은 제기능 하지 못하고 있는 것이므로 고장이라고 진단하는 것이다.
한편, S240단계에서 타이머의 시간이 '0'이 아니면 S220단계로 되돌아 간다.
상기와 같은 본 발명에 따른 써모 스탯 고장 진단 방법은 차속이 일정 속도 이하에서는 고장 진단을 위한 모니터링을 멈추고, 일정 차속 이상에서만 고장 진단을 위한 모니터리을 수행하므로 써모 스탯의 고장 여부를 오진단하는 것을 방지할 수 있고, 또한 자동변속기를 수동변속기와 같이 운전할 수 있다는 장점이 있는 수동변속모드를 적용하는 차종에 있어서는 변속에 의한 엔진 회전수 변동이 없기 때문에 높은 엔진 회전수로 장시간 운전이 가능하므로 유압에 의한 써모 스탯이 개방될 확률이 높기 때문에 오진단 방지를 위해 수동변속모드 인식시 써모 스탯 개방 여부 검출을 중지함으로써 써모 스탯의 고장 여부를 오진단하는 것을 방지할 수 있으며, 써모 스탯이 개방될 경우 냉각수온도가 낮은 온도까지 하강하기 때문에 일정 엔진 회전수 도달시 냉각수 온도를 기준으로 일정 시간동안 비교하여 일정 온도 이상 차이가 날 경우에 모니터링을 취소함으로써 써모 스탯의 고장 여부를 오진단하는 것을 방지 할 수 있다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도1은 본 발명의 써모 스탯 고장 진단 방법이 적용되는 시스템을 보여주는 개략도이다.
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 써모 스탯 고장 진단 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (10)

  1. (a) 냉각수 온도와 흡입 공기량을 검출하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계에서 검출된 냉각수 온도와 흡입 공기량을 기초로 하여 고장 진단 타이머의 시간을 설정하는 단계;
    (c) 상기 타이머의 시간을 카운트 다운하는 단계;
    (d) 상기 타이머의 잔류시간을 보정하는 단계;
    (e) 써모 스탯의 고장 여부를 진단하기 위한 모니터링 조건이 만족되는지를 판단하는 단계; 및
    (f) 상기 (e)단계에서 모니터링 조건이 만족되는 경우에 써모 스탯의 고장 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 상기 모니터링 조건은 시동기간 이외이고, 냉각수온 센서, 흡기온도 센서 및 공기유량 센서가 정상이며, 시동시 수온이 설정된 범위 내이고, 시동시 수온과 시동시 흡기 온도의 차이가 설정된 온도보다 작으며, 엔진 회전수가 설정된 엔진 회전수 이상인 경우에 냉각수온이 설정 온도 이하로 내려가지 않을 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모니터링 조건은 엔진 회전수가 설정된 엔진 회전수 이상인 경우 수동변속모드가 검출되지 않을 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 모니터링 조건은 차속이 설정된 속도 이상일 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 흡입 공기량이 적을수록 상기 고장 타이머의 설정시간이 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 냉각수온이 낮을수록 상기 고장 진단 타이머의 설정시간이 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계에서 흡입 공기량을 검출하여, 검출된 흡입 공기량을 기초로 하여 상기 타이머의 잔류시간을 보정되는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (f)단계에서 냉각 수온이 설정된 온도 이상이 경우 써모 스탯이 정상이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (f)단계에서 냉각 수온이 상기 설정된 온도보다 낮은 상태에서 타이머의 시간이 만료되면 써모 스탯이 고장이라고 진단하는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 방법.
  10. 냉각수의 온도를 검출하는 냉각수온 센서, 흡입 공기의 온도를 검출하는 흡기온도 센서, 흡기 공기의 유량을 검출하는 공기 유량 센서, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서, 타이머, 상기 센서들로부터 신호를 입력받아 써모 스탯의 고장 여부를 진단하는 ECU 및 상기 ECU로부터 써모 스탯 고장 진단 결과를 입력받아 이를 표시하는 표시부를 포함하는 써모 스탯 고장 진단 시스템에 있어서,
    제1항 내지 제9항 중의 어느 하나의 항에 기재된 방법에 의해 써모 스탯 고장 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 써모 스탯 고장 진단 시스템.
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