KR100623302B1

KR100623302B1 - 자동차의 고장 진단 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100623302B1
Application number: KR1020050045120A
Authority: KR
Inventors: 김종문
Original assignee: 씨멘스 오토모티브 주식회사
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-09-13

Abstract

본 발명은 자동차의 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산소 센서로부터 공급되는 신호와 모사된 산소 신호를 통해 산소 센서의 고장 진단 결과를 검증할 수 있도록 한 자동차의 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 배기 가스의 산소량을 감지하여 산소 신호를 출력하는 산소 센서; 상기 산소 센서의 산소 신호를 수신하여 산소 센서의 고장을 진단하고, 상기 산소 센서의 고장 진단 결과를 검증하기 위해 상기 산소 신호와 유사한 모사 산소 신호를 수신하여 산소 센서의 고장을 진단하여 엔진제어장치; 및 상기 모사 산소 신호를 발생하고, 상기 엔진제어장치의 산소 신호에 대한 고장 진단과 모사 산소 신호에 대한 고장 진단 결과에 따라 상기 산소 센서의 고장 판정을 검증하는 시뮬레이션 장치를 포함한다.

자동차, 배기, 산소 센서, 엔진제어장치, 시뮬레이터

Description

자동차의 고장 진단 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR DIAGONISING ERROR OF CAR}

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 고장 진단 장치의 구성을 보인 도이다.

도 2는 도 1에 도시된 산소 센서의 산소 농도에 대한 출력 특성 파형도 이다.

도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 시뮬레이션 장치의 모사 산소 신호들을 보인 파형도이다.

도 6은 본 발명에 따른 자동차의 고장 진단 과정을 보인 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 산소 센서 30 : 엔진제어장치

50 : 시뮬레이션 장치

본 발명은 자동차의 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기 매니홀드에 설치되는 산소 센서로부터 공급되는 신호와 유사하게 모사된 산소 신호를 출력하여 산소 센서의 고장 판정을 검증할 수 있도록 한 자동차의 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적인 엔진 구동 장치는, 엔진에 시동을 걸면 연료 펌프가 탱크 내의 연료를 연료 호스를 통해 인젝터 까지 보내고 엔진 제어 장치가 이 인젝터를 구동하여 연료를 분사한다.

그리고, 운전자에 의해 가속 패달이 작동되면, 이에 연동하여 트로틀 밸브가 개폐되어 에어 크리너로부터 상기 서지 탱크에 흡입되는 공기량이 조절된다, 흡기 밸브 개폐시 상기 서지 탱크에 흡입된 공기는 흡기관을 경유하여 인젝터로부터 분사되는 연료와 함께 상기 연료실로 유입되는데, 이때 분사되는 연료량은 흡입된 공기량에 비례하여 조절되며 가속 페달의 작동 상태에 따라서 분사되는 연료의 양이 조절된다.

이렇게 흡기 행정이 종료되면 점화 플러그의 착화로 팽창 행정이 이루어져 피스톤이 하강하면서 엔진의 추진력이 발생된다. 이어 배기 행정이 이루어진다. 상기 배기 행정은 매기 밸브가 열리면서 혼합기가 연소될 때 발생된 배기 가스를 배기 매니홀드를 통해 배출된다. 이때 대기 중에 배출되는 배기 가스는 환경 오염의 주범이 되므로, 배기 가스 중 포함된 유해가스의 양은 법률로 정하여 규제하고 있는데, 일반적으로 유해가스의 양은 완전 연소될 때 즉, 혼합기중의 공기와 연료의 무게 비가 14.6:1인 경우 가장 적게 나오는데 엔진의 연소 상태는 상기 배기 매기 홀드에 소정 위치에 설치되는 산소 센서로부터 배기 가스중의 산소 농도를 측정하여 알 수 있다.

따라서, 상기 산소 센서는 자동차의 중요한 부품 중의 하나이며, 그에 대한 고장 진단은 정확하게 이루어져야 한다. 이러한 산소 센서의 고장 진단은 다양한 종류의 산소 센서를 제작하여 차량에 장착한 후 엔진제어장치의 출력 신호에 의해 실행된다.

따라서, 상기 산소 센서의 고장 진단을 검증하는 과정에 있어, 다양한 종류의 산소 센서의 제작에 따른 비용, 시간 및 과정이 추가로 필요한 문제점이 있었으며, 간단하게 산소 센서의 고장을 진단하고, 그 진단 결과를 간단하게 검증할 수 있는 장치가 필요하였다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 모사된 산소 신호에 따라 산소 센서의 고장 진단 결과를 검증함으로써, 간단하게 산소 센서의 고장을 정확하게 진단할 수 있는 자동차의 고장 진단 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기술적 과제는,

배기 가스의 산소량을 감지하여 산소 신호를 출력하는 산소 센서;

상기 산소 센서의 산소 신호를 수신하여 산소 센서의 고장을 진단하고, 상기 산소 센서의 고장 진단 결과를 검증하기 위해 상기 산소 신호와 유사한 모사 산소 신호를 수신하여 산소 센서의 고장을 진단하여 엔진제어장치; 및

상기 모사 산소 신호를 발생하고, 상기 엔진제어장치의 산소 신호에 대한 고장 진단과 모사 산소 신호에 대한 고장 진단 결과에 따라 상기 산소 센서의 고장 판정을 검증하는 시뮬레이션 장치를 포함한다.

상기 시뮬레이션 장치는 상기 산소 센서의 산소 신호 보다 응답율이 느린 모사 산소 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기 시뮬레이션 장치는 상기 산소 센서의 출력 전압의 최대값 보다 낮은 모사 산소 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기 시뮬레이션 장치는 상기 산소 센서의 출력 전압의 최소값 보다 높은 모사 산소 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 관점에 따른 기술적 과제는,

산소 센서의 산소 신호와 시뮬레이션 장치의 모사 산소 신호에 따라 산소 센서의 고장 진단 및 고장 진단 결과에 대한 검증하는 자동차의 고장 진단 방법에 있어서,

a) 상기 산소 센서의 산소 신호를 수신하여 엔진제어장치를 통해 상기 산소 센서의 고장을 진단하는 단계;

b) 상기 산소 센서가 고장으로 판정되면, 상기 시뮬레이션 장치를 통해 모사 산소 신호를 발생하는 단계;

c) 발생된 모사 신소 신호에 따라 엔진제어장치를 통해 상기 산소 센서의 고장 진단을 검증하는 단계; 및

d) 상기 산소 센서의 고장을 표시하는 단계를 포함한다.

상기 b) 단계의 모사 산소 신호는, 상기 a) 단계의 산소 신호 보다 응답율이 느린 신호이고, 또한, 상기 b) 단계의 모사 산소 신호는 상기 a) 단계의 출력 전압 의 최대값 보다 낮은 신호이며, 상기 b) 단계의 모사 산소 신호는, 상기 a) 단계의 출력 전압의 최소값 보다 높은 신호인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 고장 진단 장치의 구성을 보인 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 산소 센서의 산소농도에 따른 출력 특성 파형도이고, 도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 시뮬레이션 장치에서 발생된 모사 산소 신호를 보인 파형도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 고장진단장치(100)는, 배기 가스의 산소량을 감지하여 산소 신호를 출력하는 산소 센서(10)와, 상기 산소 센서(10)의 산소 신호를 수신하여 산소 센서(10)의 고장을 진단하고, 상기 산소 센서(10)의 고장 진단 결과를 검증하기 위해 상기 산소 신호와 유사한 모사 산소 신호를 수신하여 산소 센서(10)의 고장을 진단하여 엔진제어장치(30)와, 상기 모사 산소 신호를 발생하고, 상기 엔진제어장치(30)의 산소 신호에 대한 고장 진단과 모사 산소 신호에 대한 고장 진단 결과에 따라 상기 산소 센서(10)의 고장 판정을 검증하는 시뮬레이션 장치(50)를 포함한다.

상기 산소 센서(10)는 배기 가스를 배출하기 위한 배기 메니홀드(11)의 전 후에 각각 설치되는 프론트 산소 센서(13) 및 백 산소 센서(15)를 포함한다.

또한 상기 시뮬레이터 장치(50)는 상기 산소 센서의 산소 신호 보다 응답율이 느린 모사 산소 신호와, 상기 산소 센서의 출력 전압의 최대값 보다 낮은 모사 산소 신호와, 상기 산소 센서의 출력 전압의 최소값 보다 높은 모사 산소 신호를 각각 발생하도록 구비된다.

상기 엔진제어장치(30)는 상기 시뮬레이션 장치(50)로부터 공급되는 모사 신호 신호에 따라 산소 센서의 고장을 진단하고, 이 진단 결과를 시뮬레이션 장치(50)로 공급하도록 구비된다. 이와 같이 본 실시 예에 따른 고장진단장치(100)는, 종래의 기술과 비교하여 시뮬레이션 장치(50)가 더 포함되어 있다는 점이다.

우선, 산소 센서의 고장 진단 및 고장 진단 결과에 대한 검증 과정을 설명한다.

도 2에 도시된 산소 센서의 산소 신호는 시뮬레이터 장치(50)를 통해 엔진제어장치(30)로 공급된다. 상기 엔진제어장치(30)는 신소 신호를 수신하여 산소 센서(10)의 고장을 판정한다. 상기 산소 센서(10)의 고장을 판정하는 과정을 통상적이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

상기 산소 센서(10)의 고장 진단 후 상기 시뮬레이션 장치(50)는 상기 수신된 산소 신호 보다 응답율이 낮은 도 3의 모사 산소 신호를 발생하여 엔진제어장치(30)로 공급한다.

상기 엔진제어장치(30)는 수신된 모사 산소 신호에 따라 산소 센서(10)의 고장을 판정하고, 이 판정 결과는 시뮬레이션 장치(50)로 공급된다.

이어, 상기 시뮬레이션 장치(50)는 상기 수신된 산소 센서(10)로부터 공급되는 산소 신호의 최대 출력 전압 보다 낮은 도 4의 모사 산소 신호를 발생하여 엔진제어장치(30)로 공급한다.

또한, 상기 시뮬레이션 장치(50)는 상기 수신된 산소 센서(10)로부터 공급되는 산소 신호의 최소 출력 전압 보다 높은 도 5의 모사 산소 신호를 발생하여 엔진제어장치(30)로 공급한다.

상기에서 설명한 바와 같이, 시뮬레이션 장치(50)는 산소 센서(10)로부터 공급된 산소 신호에 따라 산소 센서(10)의 고장을 진단하고, 그 진단 결과를 모사 신소 신호에 의해 검증한다.

도 6은 본 발명에 따른 자동차의 고장 진단 과정을 보임 흐름도이다. 우선, 첨부된 도 6를 참조하여 산소 센서(10)의 고장 판정 및 판정 결과에 대한 검증 과정을 설명한다.

산소 센서의 산소 신호를 수신한(단계 301) 엔진제어장치(30)는 이 산소 신호에 따라 산소 센서(10)의 고장을 진단한다(단계 303).

이때 상기 엔진제어장치(30)로부터 산소 센서(10)의 고장이 판정되면(단계 305), 이 판정 결과를 받은 시뮬레이션 장치(50)는 모사 산소 신호를 발생한다(단계 307).

상기 단계(307)를 통해 발생된 모사 산소 신호는 엔진제어장치(30)로 공급되고, 엔진제어장치(30)는 모사 산소 신호에 따라 산소 센서(10)의 고장을 진단하며( 단계 309), 진단 결과 고장으로 판정된 경우(단계 311), 진단 결과를 시뮬레이션 장치(50)로 공급한다. 상기 시뮬레이션 장치(50)는 진단 결과에 따라 산소 센서(10)의 고장을 표시한다(단계 313).

상기 모사 산소 신호는, 상기 산소 센서의 산소 신호 보다 응답율이 느린 신호, 상기 산소 센서의 출력 전압의 최대값 보다 낮은 신호, 또는 상기 산소 센서의 출력 전압의 최소값 보다 높은 신호 중 하나 이상이다. 즉, 응답율이 낮은 모사 산소 신호에 의해 산소 센서(10)의 고장 진단 결과를 검증할 수도 있고, 응답율이 느린 모사 신소 신호 및 상기 산소 센서의 출력 전압의 최대값 보다 낮은 모사 산소 신호에 의해 산소 센서(10)의 고장 진단 결과를 검증할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 고장 진단 장치 및 방법은, 모사 산소 신호에 따라 고장으로 판정된 산소 센서의 판정 결과를 검증함으로써, 간단하게 적은 비용으로 산소 센서의 고장을 정확하게 판정할 수 있는 효과를 얻는다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

배기 가스의 산소량을 감지하여 산소 신호를 출력하는 산소 센서;

상기 산소 센서의 산소 신호를 수신하여 산소 센서의 고장을 진단하고, 상기 산소 센서의 고장 진단 결과를 검증하기 위해 상기 산소 신호와 유사한 모사 산소 신호를 수신하여 산소 센서의 고장을 진단하여 엔진제어장치; 및

상기 모사 산소 신호를 발생하고, 상기 엔진제어장치의 산소 신호에 대한 고장 진단과 모사 산소 신호에 대한 고장 진단 결과에 따라 상기 산소 센서의 고장 판정을 검증하는 시뮬레이션 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 장치.
제1항에 있어서, 상기 시뮬레이션 장치는 상기 산소 센서의 산소 신호 보다 응답율이 느린 모사 산소 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시뮬레이션 장치는 상기 산소 센서의 출력 전압의 최대값 보다 낮은 모사 산소 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 장치.
제3항에 있어서, 상기 시뮬레이션 장치는 상기 산소 센서의 출력 전압의 최 소값 보다 높은 모사 산소 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 장치.
산소 센서의 산소 신호와 시뮬레이션 장치의 모사 산소 신호에 따라 산소 센서의 고장 진단 및 고장 진단 결과에 대한 검증하는 자동차의 고장 진단 방법에 있어서,

a) 상기 산소 센서의 산소 신호를 수신하여 엔진제어장치를 통해 상기 산소 센서의 고장을 진단하는 단계;

b) 상기 산소 센서가 고장으로 판정되면, 상기 시뮬레이션 장치를 통해 모사 산소 신호를 발생하는 단계;

c) 발생된 모사 신소 신호에 따라 엔진제어장치를 통해 상기 산소 센서의 고장 진단을 검증하는 단계; 및

d) 상기 산소 센서의 고장을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 방법.
제5항에 있어서, 상기 b) 단계의 모사 산소 신호는, 상기 a) 단계의 산소 신호 보다 응답율이 느린 신호, 상기 a) 단계의 출력 전압의 최대값 보다 낮은 신호, 상기 a) 단계의 출력 전압의 최소값 보다 높은 신호 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 방법.