KR100633897B1

KR100633897B1 - 흡기 시스템에서 피씨에스브이 호스의 리크 및 탈거 감지시스템 및 감지 방법

Info

Publication number: KR100633897B1
Application number: KR20040043516A
Authority: KR
Inventors: 신창현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2006-10-16
Also published as: KR20050118403A

Abstract

본 발명은 서지탱크와, 증발가스를 포집하여 생성된 연료를 상기 서지탱크에 공급하는 캐니스터와, 상기 캐니스터와 상기 서지탱크 사이의 연료라인을 개폐하는 피씨에스브이와, 상기 피씨에스브이와 상기 서지탱크를 연결하는 피씨에스브이 호스와, 상기 서지탱크로 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 바디를 구비하는 흡기 시스템에서 피씨에스브이 호스의 리크 및 탈거 감지 시스템과 그의 감지방법에 관한 것이다. 본 피씨에스브이 호스의 리크 및 탈거 감지 시스템은, 상기 스로틀 바디에 설치되는 스로틀 위치센서와, 상기 피씨에스브이 호스에 인접하게 마련되는 엠에이피센서와, 상기 각 센서의 감지신호에 기초하여 피씨에스브이 호스의 리크 및 탈거상태를 감지하여 그 상태를 표시부에 표시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 피씨에스브이 호스에 인접하게 엠에이피 센서를 설치함으로써 별도의 압력센서를 추가하지 않아도 피씨에스브이 호스의 리크 및 탈거를 감지할 수 있다.

엠에이피 센서, 엠에이에프 센서, 리크 감지

Description

흡기 시스템에서 피씨에스브이 호스의 리크 및 탈거 감지 시스템 및 감지 방법{system and method for leak/disconnection of PCSV hose in intake system}

도 1은 본 발명이 적용되는 흡기 시스템의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 PCSV호스의 리크 및 탈거 감지 시스템의 제어블록도,

도 3은 본 발명에 따른 PCSV 호스의 리크 및 탈거 감지 방법의 제어순서도,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 에어클리너 2 : 엠에이에프센서

4 : PCSV호스 5 : 엠에이피 센서

6 : 서지탱크 7 : 스로틀 바디

8 : PCSV 9 : 스로틀 위치센서

10 : 제어부 11 : 표시부

본 발명은 흡기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡기 시스템에서 PCSV호스의 리크 및 탈거를 감지하는 시스템 및 감지방법에 관한 것이다.

일반적인 차량에서는 연료탱크로부터 나오는 증발가스를 포집하는 캐니스터의 연료를 PCSV(Purge Control Solenoid Valve)를 통하여 증발가스를 엔진에 공급한다. 이때, 엔진의 서지 탱크나 스로틀 바디 등 엔진의 흡기 시스템과 PCSV에 각각 니플을 마련하여 상호 PCSV호스를 이용하여 연결한다.

종래의 흡기 시스템에서는 도 1을 참조하면, 공기량 감지를 위해 에어클리너(4)에 엠에이에프 센서(MAF: Mass Air Flow)를 설치하고, 서지탱크(6)의 외주면상의 임의의 위치에 엠에이피(MAP: Manifold Absolute Pressure) 센서를 설치하였다. 여기서, 엠에이에프 센서는 흡입 공기유량을 감지하는 센서이고, 엠에이피 센서는 서지탱크의 압력을 감지하는 센서이다.

한편, 자동차 배출가스 자가진단장치(OBD-∥)법규에 따르면, 연료탱크에서부터 PCSV(8)까지의 연료공급 라인 리크(leak)감지는 북미의 경우 0.5mm까지 감지토록 되어 있으나, PCSV(8)부터 엔진공급 라인까지는 법규사항이 아니다. 그러나 PCSV(8)부터 엔진까지 연료공급 라인도 레이아웃에 따라 상당히 길어질 수 있어 리크(leak) 우려가 되어 환경강화를 위해 법규강화시 리크감지의 필요성이 대두되고 있다.

이에 대해, PCSV(8)에서 서지탱크(6)까지 연결하는 라인의 리크(leak)를 감지하기 위해 해당 부분의 PCSV호스에 압력변화를 감지하는 별도의 압력센서를 추가로 설치하여 리크를 감지하였다.

그런데, 종래의 흡기 시스템에서는 리크를 감지하기 위해 별도의 압력센서를 추가하므로 부품증가로 인한 비용이 상승하고 작업수가 증가되는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 서지탱크의 엠에이피센서를 피씨에스브이 호스에 인접하게 설치함으로써 피씨에스브이 호스에 별도의 압력센서를 추가하지 않고도 피씨에스브이 호스의 리크 및 탈거를 감지하는 시스템 및 감지방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 서지탱크와, 증발가스를 포집하는 캐니스터와, 상기 캐니스터와 상기 서지탱크를 연결하는 피씨에스브이 호스와, 상기 피씨에스브이 호스에 설치된 피씨에스브이와, 상기 서지탱크로 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 바디를 구비한 엔진의 흡기 시스템에 있어서, 상기 스로틀 바디에 설치되는 스로틀 위치센서와; 상기 서지탱크에서 상기 피씨에스브이 호스에 인접하게 설치되는 엠에이피센서와; 상기 피씨에스브이가 닫혀 있고, 상기 스로틀 위치센서의 감지신호가 아이들 상태일 때, 상기 엠에이피센서의 감지신호가 미리 설정된 제1아이들 진공압력 임계치를 초과하면 상기 피씨에스브이 호스가 리크된 것으로 판단하고, 상기 엠에이피센서의 감지신호가 미리 설정된 제2아이들 진공압력 임계치를 초과하면 상기 피씨에스브이 호스가 탈거된 것으로 판단하는 제어부 및; 상기 제어부로부터 판단결과를 전달받아 표시하는 표시부를 포함하여 구성된다.

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한편, 본 발명에 따른 방법은, 캐니스터와 서지탱크 사이의 피씨에스브이 호스를 개폐하는 피씨에스브이의 작동상태를 판단하고, 스로틀 바디에 설치되는 스로틀 위치센서의 감지신호에 의해 아이들 상태인지를 판단하는 단계와; 상기 단계의 판단결과가 피씨에스브이가 닫혀 있고 엔진 아이들 상태일 때, 서지탱크에서 피씨에스브이 호스에 인접하게 설치된 엠에이피 센서의 감지신호와 미리 설정된 아이들 진공압력 임계치를 비교하는 단계와; 상기 엠에이피센서의 감지신호가 미리 설정된 제1아이들 진공압력 임계치를 초과하면 상기 피씨에스브이 호스에 리크가 발생한 것으로 판단하고, 상기 엠에이피센서의 감지신호가 미리 설정된 제2아이들 진공압력 임계치를 초과하면 상기 피씨에스브이 호스가 탈거된 것으로 판단하는 단계 및; 상기 판단결과를 표시부를 통해 표시하는 단계를 포함하여 이루어진다.

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이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 흡기 시스템의 구성도이다. PCSV(8)는 서지탱크(6)와 캐니스터를 연결하는 PCSV호스(4)에 설치된 밸브이다.

본 발명 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 서지탱크(6)에서 PCSV(Purge Control Solenoid Valve) 호스(4)에 인접하게 엠에이피(MAP: Manifold Absolute Pressure)센서(5)가 설치되는 것에 특징이 있다.

엠에이피센서(5)는 서지탱크의 (진공)압력을 측정한다.

도 2는 본 발명에 따른 PCSV호스의 리크 및 탈거 감지 시스템의 제어블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, PCSV호스(4)에 인접하게 설치되는 엠에이피 센서(5)와, PCSV(8)와 흡기관(3) 사이에 장착되는 스로틀 바디(7)에 설치되는 스로틀 위치센서(9)와, 상기 각 센서의 감지신호에 기초하여 PCSV호스(4)의 리크 및 탈거상태를 감지하여 그 상태를 표시부(11)에 표시하는 제어부(10)로 구성된다.

여기서, 제어부(10)는 차량의 전반적인 전자제어기능을 하는 ECU(Electronic Control Unit)이고, 표시부(11)는 램프 등의 발광소자로서 차량의 운전석의 계기판 에 마련되는 것이 바람직하다.

본 시스템에서는 스로틀 바디(7)에 설치된 스로틀 위치센서(9)의 신호를 읽어들여 아이들(idle)상태에서 스로틀 바디(7)의 밸브가 닫혀 서지 탱크(6)가 진공상태가 될 때 엠에이피 센서(5)가 진공 압력을 감지한다. 아이들 상태는 PCSV(8)의 동작주기가 '0'인 경우 즉, PCSV(8)의 밸브가 닫혀 동작하지 않는 상태이다.

그런데, 엠에이피 센서(5) 근처에 설치된 PCSV호스(4)가 탈거되거나, 장착되어 있어도 완전히 장착되어 있지 않으면 서지 탱크(6)에 설치된 엠에이피 센서(5)에 감지되는 압력이 아이들 상태의 진공압력을 유지하지 못하고, PCSV호스(4)의 리크 상태에 따라 서지탱크의 진공압력이 변하게 된다.
즉, PCSV호스(4)의 리크시에는 아이들시 진공압력보다 압력이 약간 상승하게 되고, PCSV호스(4)가 탈거되면 엠에이피 센서(5) 주변에 압력이 대기압의 영향으로 인해 아이들시 진공압력보다 현저히 상승하게 된다. 그러므로 PCSV호스(4)의 리크 및 탈거 상태에 따라 엠에이피 센서(5) 신호가 아이들 진공에 비하여 상승하는 것을 매칭시키면 PCSV호스(4)의 리크 및 탈거 상태를 판단할 수 있게 된다.

본 발명을 효과적으로 구현하기 위해서, 엠에이피 센서(5)와 PCSV호스(4)를 최대한 근접하게 설치한다. 그리고, 엔진 개발시 상기 상관관계에 따라 스로틀 위치센서의 신호와 아이들 상태에서의 엠에이피 센서(5)의 신호를 맵핑한다.

예를 들어 아이들 상태에서 엠에이피 센서(5)의 출력압력은 30kpa이다. 아이들 상태에서 PCSV(8)의 동작주기가 '0'인 경우 즉, PCSV(8)의 밸브가 닫혀 PCSV(8)가 동작하지 않는 상태일 때 서지 탱크(6)는 진공상태이다. 그러므로 서지 탱크(6)상에서 PCSV호스(4)에 인접하게 설치된 엠에이피 센서(5)에서 출력되는 신호는 아 이들 상태에서 진공이어야 한다.

만일, PCSV호스(4)에 리크가 생기거나 PCSV호스(4)가 탈거된 경우, 엠에이피 센서(5)에서 감지된 서지탱크 진공압력은 대기압의 영향을 받아 상승하게 된다.

예들 들어, 아이들 상태시 진공압력은 30KPa이고, PCSV호스(4)에 리크가 조금 생기면 PCSV호스(4)는 대기압의 영향을 받아 엠에이피 센서(5)의 압력은 5KPa상승한 35KPa가 된다. 이 압력을 제1 진공압력 임계치라 한다. 그리고, PCSV호스(4)가 탈거되면, 엠에이피 센서(5)의 주변압력이 대기압의 영향으로 진공보다 현저히 상승하므로 아이들 상태시 엠에이피 센서(5)의 압력 30KPa에 20~30KPa를 더한 50~60KPa범위의 압력이 감지된다. 이 압력을 제2 진공압력 임계치라 한다.

따라서, 제어부(10)는 엠에이피 센서(5)에 의해 PCSV호스(4) 주변의 압력을 감지하여, 감지된 압력을 제1 진공압력 임계치 또는 제2 진공압력 임계치와 비교하여 PCSV호스(4)의 리크 및 탈거여부를 감지할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 PCSV 호스의 리크 및 탈거 감지방법의 제어순서도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, S1단계에서 제어부(10)는 엠에이피 센서(3)와 스로틀 바디(7)의 위치센서의 감지신호와 PCSV(8)의 제어신호를 수신한다. S2단계에서 PCSV(8)의 제어신호에 기초하여 엔진이 동작중인지 판단한다. 제어부(10)는 S2단계의 판단결과 엔진이 동작중이면 S3단계에서 PCSV제어신호에 기초하여 PCSV(8)의 동작주기가 '0'이고, 스로틀 바디(7)의 위치센서의 감지신호에 기초하여 아이들 상태인지 판단한다. S3의 판단결과 PCSV(8)의 동작주기가 '0'이고 스로틀 바디(7)가 아이들 상태이면, S4단계에서 엠에이피 센서(5)의 감지신호와 아이들 진공압력 임계 치를 비교한다. S4단계에서 제어부(10)는 엠에이피 센서(5)의 감지신호가 제1 아이들 진공압력 임계치를 초과하면, S5단계에서 PCSV 호스(4)가 리크된 것으로 판단한다. 한편, S3의 판단결과 PCSV(8)의 동작주기가 '0'이고 스로틀 바디(7)가 아이들 상태일 때, 제어부(10)는 S6단계에서 엠에이피 센서(5)의 감지신호가 제2 아이들 진공압력 임계치를 초과하면, S7단계에서 PCSV 호스(4)가 탈거된 것으로 판단한다. 상기 판단결과에 따라 제어부(10)는 S8단계에서 표시부(미도시)를 턴온시켜 정비를 받도록 요청한다.

이러한 구성에 따라서, PCSV호스(4)의 리크 및 탈거와 같은 연결상태를 PCSV호스(4)에 인접하게 설치된 서지탱크(6)상의 엠에이피 센서(5)를 통해 감지하여 표시부(11)에 표시하므로, 운전자는 PCSV호스(4)를 신속하게 정비를 받을 수 있게 된다.

또한, 상세한 설명에서는 서술하지 않았으나 본 발명에 따라 엠에이피 센서와 엠에이에프 센서를 동시에 장착하면, 일차적인 공기량의 감지는 에어클리너의 후방에 장착한 엠에이에프 센서로 감지하되, 공기량 보정 및 엠에이에프 센서 고장시 엠에이피 센서를 이용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 피씨에스브이 호스에 인접하게 엠에이피 센서를 설치하여, 별도의 압력센서를 추가하지 않고도 피씨에스브이 호스의 리크 및 탈거를 감지할 수 있다.

Claims

서지탱크와, 증발가스를 포집하는 캐니스터와, 상기 캐니스터와 상기 서지탱크를 연결하는 피씨에스브이 호스와, 상기 피씨에스브이 호스에 설치된 피씨에스브이와, 상기 서지탱크로 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 바디를 구비한 엔진의 흡기 시스템에 있어서,

상기 스로틀 바디에 설치되는 스로틀 위치센서와;

상기 서지탱크에서 상기 피씨에스브이 호스에 인접하게 설치되는 엠에이피센서와;

상기 피씨에스브이가 닫혀 있고, 상기 스로틀 위치센서의 감지신호가 아이들 상태일 때, 상기 엠에이피센서의 감지신호가 미리 설정된 제1아이들 진공압력 임계치를 초과하면 상기 피씨에스브이 호스가 리크된 것으로 판단하고, 상기 엠에이피센서의 감지신호가 미리 설정된 제2아이들 진공압력 임계치를 초과하면 상기 피씨에스브이 호스가 탈거된 것으로 판단하는 제어부 및;

상기 제어부로부터 판단결과를 전달받아 표시하는 표시부를 포함하여 구성되는 피씨에스브이 호스의 리크 및 탈거 감지 시스템.
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캐니스터와 서지탱크 사이의 피씨에스브이 호스를 개폐하는 피씨에스브이의 작동상태를 판단하고, 스로틀 바디에 설치되는 스로틀 위치센서의 감지신호에 의해 아이들 상태인지를 판단하는 단계와;

상기 단계의 판단결과가 피씨에스브이가 닫혀 있고 엔진 아이들 상태일 때, 서지탱크에서 피씨에스브이 호스에 인접하게 설치된 엠에이피 센서의 감지신호와 미리 설정된 아이들 진공압력 임계치를 비교하는 단계와;

상기 엠에이피센서의 감지신호가 미리 설정된 제1아이들 진공압력 임계치를 초과하면 상기 피씨에스브이 호스에 리크가 발생한 것으로 판단하고, 상기 엠에이피센서의 감지신호가 미리 설정된 제2아이들 진공압력 임계치를 초과하면 상기 피씨에스브이 호스가 탈거된 것으로 판단하는 단계 및;

상기 판단결과를 표시부를 통해 표시하는 단계를 포함하여 이루어지는 피씨에스브이 호스의 리크 및 탈거 감지방법.
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