KR100722666B1

KR100722666B1 - 연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법

Info

Publication number: KR100722666B1
Application number: KR1020050092577A
Authority: KR
Inventors: 김한신
Original assignee: 지멘스 오토모티브 주식회사
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-05-28
Also published as: KR20070037251A

Abstract

연료 탱크 내의 압력 센서 고착(stuck)을 정확하게 진단할 수 있는 연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법이 개시되어 있다. 본 발명에 의하면, 연료 탱크내의 압력을 대기압으로 오프셋 설정한 후 이어 수신된 현재 연료 탱크 내의 압력 값과 상기 오프셋으로 설정된 연료 탱크 압력값의 차를 연산하여 연산된 압력값이 제1 소정치 이상이면 압력 센서가 고압으로 고착되고, 제2 소정치 이하이면 압력 센서가 저압으로 고착되었다고 판정함으로써, 압력 센서의 고장 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

자동차, 압력 센서, 고압 고착, 저압 고착, 캐니스터, 퍼지 밸브,

Description

연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법{METHOD FOR DETECTING ERROR OF PRESSURE SENSOR IN FUEL TANK FOR CAR}

도 1은 본 발명에 따른 연료 탱크 내의 압력센서 고장 진단 방법이 적용되는 엔진제어장치의 구성을 보인 도이다.

도 2는 도 1에 도시된 엔진전자제어기의 압력 센서 고장 진단 과정을 보인 흐름도이다.

〈도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명〉

25 : 압력 센서

26 : 엔진 전자 제어기

본 발명은 연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 압력 센서의 고착(stuck)을 정확하게 진단할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적인 자동차는 연료 탱크, 연료 탱크의 적소에 의하여 공기압을 체크한 후 전기적인 신호를 발생하는 압력 센서, 상기 압력 센서에서 검출된 감지 신호에 따라 퍼지 시스템의 전체 동작을 제어하는 엔진 전자 제어기, 상기 연료 탱크에서 발생되어 배출관을 통해 유입되는 연료 증발 가스를 포집하여 대기중으로 방출하는 것을 방지하기 위한 캐니스터, 상기 엔진 전자 제어기의 제어 신호에 의해 구동하여 캐니스터에서 발생되어 공급관을 통해 유입되는 연료 가스를 제어하는 퍼지 제어 밸브, 상기 퍼지 제어 밸브에서 발생되어 배출관을 통해 유입되는 연료 가스를 엔진에 균등하게 분배하여 유입하는 서지 탱크로 이루어진다. 여기서, 상기 캐니스터는 연료 탱크 안의 증발 가스를 저장하는 곳이며 탄소로 구성된 할성탄으로 가득 채워져 있다.

엔진에 시동을 걸면, 연료 탱크에서 발생된 연료 증발 가스가 호스를 통해 캐니스터에 유입되고, 이 연료 증발 가스가 유입된 캐니스터는 솔레노이드 밸브에 의해 유입된 연료 가스를 포집하여 연료 호스를 통해 퍼지 제어 밸브로 유입한다. 상기 퍼지 제어 밸브는 상기 엔진 전자 제어기의 제어 신호에 의해 구동되어 상기 유입된 연료 가스를 배기구를 통해 서지 탱크로 유입하게 되고, 상기 서지 탱크는 유입된 연료 가스를 균등하게 분배하여 엔진의 연소실로 유입한다.

한편 엔진 전자 제어기는 퍼지 시스템의 누설 여부를 검진하는 단계를 거치는 데 이는 엔진이 공회전 상태에서 캐니스터 차단 밸브를 닫아 퍼지 시스템 전체를 외부 대기압과 밀폐시키면 연료 탱크 내부는 진공이 형성되고 일정 시간 동안 진공 상태가 형성된 후 엔진 전자 제어기는 퍼지 제어 밸브를 제어하여 닫아주고 연료 탱크 내의 압력 변화를 체크하게 된다. 이 압력 변화를 엔진 전자 제어기가 계산하여 퍼지 시스템의 누설 여부를 판정하는데 이때 연료 탱크 압력 센서가 압력 을 감지하는 역할을 한다. 따라서 전자 제어기가 이 누설 검진단계를 체크하기 전에 압력 센서가 정상인지 아닌지의 고장 유무를 사전에 먼저 판단할 필요가 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 퍼지 시스템의 이상 유무를 감지하기 위한 부품 중 하나는 연료 탱크 내의 압력을 감지는 압력 센서이며, 상기 압력 센서는 통상의 센서 소자인 다이어 프램으로 구비되며, 연료 탱크 안의 압력은 다이어 프램의 위쪽 방향을 작용하고, 대기압은 반대 방향으로 작용한다. 이 다이어 프램의 편향은 압력 차이에 의해 감지된다. 예를 들어 연료 탱크 내의 압력이 통상 대기압인 경우 압력 센서는 2.5V의 감지 신호를 출력하고, 대기압보다 부압인 경우 2.5V 이하의 감지 신호를, 가압인 경우 2.5V 이상이 감지 신호를 출력한다.

연료 탱크 내의 압력 센서의 고장 유무는 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.

즉, 상기 압력 센서의 감지 신호는 통상 0V-5V 사이의 값을 가지며, 상기 압력 센서의 전원 공급 선인 5V 또는 12V의 단락 시 엔진 전자 제어기는 5V의 압력 센서의 감지 신호가 입력되고, 전원 접지 선의 단락 시 엔진 전자 제어기에는 0V의 입력 센서의 감지 신호가 입력된다. 그러므로, 감지 신호가 제1 임계값(4.8V) 이상이거나 제2 임계값(0.3V) 이하인 상태로 소정 시간(통상 10초) 동안 엔진 전자 제어기에 입력되는 경우 엔진 전자 제어기는 상기 압력 센서의 전기적 에러가 발생한 것으로 판단한다.

한편, 주행 중 일정한 감지 신호가 엔진 전자 제어기에 입력되는 경우 엔진 전자 제어기는 고정된 감지 신호(STUCK SIGNAL)라 판정하여 상기 압력 센서가 고착된 것으로 판단한다.

그런데, 엔진 전자 제어기는 연료 탱크 내의 누설을 감지하는 단계로 진입하기 위한 전제 조건으로 연료 탱크 내의 압력이 제2 소정치(-11hPa) 이상 제1 소정치(4hPa) 이하로 설정되어 있으나, 이 전제 조건을 벗어나는 경우(예를 들어 압력 센서의 커넥터가 노화되어 접촉 불량인 경우 또는 압력 값이 지속적으로 9~12hPa 영역에서만 머무는 경우) 압력 센서의 고착 및 연료 탱크 시스템의 누설 판정 단계로 진입하지 못하게 된다. 실제로 연료 탱크 시스템의 누설이 있는 경우 연료 증발 가스(HC등 유해 성분)가 대기로 배출되어 대기 환경 오염을 일으키는 문제가 있었다. 따라서 압력 센서 고장 유무도 기존 방법으로 판정할 수가 없으므로, 별도의 압력 센서 고장 유무를 판정할 수 있는 방법이 필요하였다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 제거하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 리크 진단 조건 만족 후 연료 탱크 내의 압력 값을 대기압인 0 hPa로 설정한 후 상기 압력값을 오프셋으로 설정하며, 이어 수신된 연료 탱크 내의 압력 값과 상기 오프셋으로 설정된 연료 탱크 압력값의 차를 연산 후 연산 압력값을 오프셋으로 재설정하며, 오프셋으로 설정된 연산 압력값을 기 설정된 제1 소정치 이상이면 압력 센서가 고압으로 고착되고, 기 설정된 제2 소정치 이하이면 압력 센서가 저압으로 고착되었다고 판정함으로써, 압력 센서의 고장 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법을 제공하고자 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료탱크 내의 압력 센서의 고장 진단 방법은,

연료 탱크 내의 압력 값을 감지한 후 상기 감지 신호에 따라 압력 센서의 고장 유무를 판단하는 프로그램을 가지는 엔진 전자 제어기를 포함하는 방법에 있어서,

a) 연료 탱크의 리크 진단 조건을 수신하여 연료 탱크의 리크 진단 조건을 만족하는 지를 체크하는 단계;

b) 상기 a) 단계를 통해 연료 탱크의 리크 진단 조건을 만족하는 경우 연료 탱크 내의 압력을 대기압인 0 hPa로 설정한 후 상기 연료 탱크의 압력값을 오프셋으로 설정하는 단계;

c) 이어 상기 엔진 전자 제어기를 통해 수신된 연료 탱크 내의 압력값과 상기 b) 단계에서 오프셋으로 설정된 연료 탱크 내의 압력값의 차를 연산하고, 상기 연산 압력값을 오프셋으로 재설정하는 단계; 및

d) 상기 오프셋으로 설정된 연산 연료압을 제1 소정치와 비교하여 제1 소정치 이상인 경우 연료 탱크 내의 압력을 감지하는 압력 센서가 고압으로 고착되었다고 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,

e) 상기 c) 단계에서 오프셋으로 설정된 연산 압력값을 제2 소정치와 비교하여 제2 소정치 이하인 경우 상기 압력 센서가 저압으로 고착되었다고 판정하는 단계;

f) 상기 c) 단계에서 오프셋으로 설정된 연산 압력값이 상기의 제1 소정치와 상기의 제2 소정치 사이에 존재하는 경우 압력 센서를 정상으로 판정하여 연료 탱크의 리크 진단을 실행하는 단계를 더 포함한다.

여기서, 상기 제1 소정치는 4hPa 인 것을 특징으로 하고, 상기 제2 소정치는 -11hPa인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 연료 탱크 내에서 읽혀지는 압력 값을 대기압인 0 hPa로 설정한 후 상기 압력값을 오프셋으로 설정하며, 이어 수신된 연료 탱크 내의 압력 값과 상기 오프셋으로 설정된 연료 탱크 압력값의 차를 연산 후 연산 압력값을 오프셋으로 재설정하며, 오프셋으로 설정된 연산 압력값을 기 설정된 제1 소정치 이상이면 압력 센서가 고압으로 고착되고, 기 설정된 제2 소정치 이하이면 압력 센서가 저압으로 고착되었다고 판정함으로써, 압력 센서의 고장 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 자동차의 엔진 제어 장치의 구성을 보인 도이다. 본 발명이 적용되는 자동차의 엔진 제어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 흡기관(11)에 의해 서지 탱크(12)를 통하여 엔진(13)의 흡기 포토에 연결되어 있다. 상기 흡기관(11)에는 스로틀 밸브(14)가 설치된다. 연료 탱크(15)는 배출관(16)을 통해 캐니스터(17)가 연결되고, 이 캐니스터(17)는 퍼지 제어 밸브(18)를 구비한 공급관(19)을 통해 흡기관(11)에 연결되는 동시에 캐니스터 차단 밸브(20)를 구비한 배출관(21)이 연결된다. 이 배출관(21)의 선단 부에는 필터(22)가 부착된다. 또한 이 캐니스터(17)는 연료 탱크(15)내에서 발생된 증발 가스(HC 등의 유해물질)를 일시적으로 저장한 후 엔진(13)의 운전 중에 부합에 의해 흡기관(11)에 흡입시키는 것이다. 그러므로, 연료 탱크(15), 배출관(16), 캐니스터(17), 공급관(19), 및 배출관(21) 순으로 상기 연료 가스의 증발 경로가 형성된다.

또한, 연료 탱크(15)에는 연료 잔량을 감지하는 잔량 감지 수단으로 연료 레벨 센서(23)와 연료 온도를 검출하는 온도 센서(24)와 증발 경로 내의 압력을 검출하는 압력 센서(25)가 설치되어 있으며, 각 센서들(23, 24, 및 25)은 엔진 전자 제어기(26)에 접속되고, 엔진 전자 제어기(26)는 각 센서들로부터 입력되는 감지 신호에 따라 연료 분사, 점화 시기 및 아이들 공기량을 조절하여 엔진을 최적의 상태로 제어하고, 자동차의 각 부품의 고장 여부를 판정한다. 즉, 연료 탱크 내의 리크 진단을 위해, 연료 탱크 내의 압력 센서의 이상 유무를 판정한다. 즉, 상기 엔진 전자 제어기(26)는 상기 각 리크 진단 항목에 대한 각 임계값을 미리 저장한다.

여기서, 상기 연료 탱크 내의 리크 진단 조건은, 차량의 주행 속도가 10km/h이하이고, 베터리 전압이 10V 이상 16V이하며, 림프홈을 통해 엔진 연소 제어가 가능하고, 연료 탱크의 압력이 750hPa이상이며, 캐니스터의 잔여 가스가 0.38% 이하이고, 냉각수 온도가 50도씨 이상 142도씨 이하이며, 대기 온도가 8도씨 이상 62도씨 이하이며, 연료 레벨이 80%이상이고, 이러한 연료 탱크의 리크 진단 조건을 만족하는 경우 상기 엔진 전자 제어기(26)는 압력 센서의 고장을 진단한다. 이러한 압력 센서의 고장 진단 과정을 통해 상기 엔진 전자 제어기(26)는 압력 센서를 정상으로 판정한 후 연료 탱크의 리크 진단을 실행한다. 이때 상기 연료 탱크의 리크 진단 조건과 이 조건 만족 시 연료 탱크의 리크를 진단하는 과정을 통상적인 과정이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 연료 탱크 내의 압력 센서의 고장을 진단하는 과정을 보인 플로우 챠트로서, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 압력 센서의 고장 진단 과정을 설명한다.

상기 엔진 전자 제어기(26)는 각 센서부로부터 공급되는 신호들을 수신하여(단계 101) 연료 탱크의 리크 진단 조건이 만족하는 지를 체크하고(단계 103), 상기 조건을 만족하는 경우 압력 센서의 고장 진단을 실행한다.

즉, 상기 엔진 전자 제어기(26)는 연료 탱크의 압력을 대기압인 0hPa로 설정하여 오프셋(offset)으로 설정하고(단계 105), 이어 상기 연료 탱크 내의 압력값을 수신한다(단계 107). 이때 상기 엔진 전자 제어기(26)는 상기 단계(107)를 통해 수신된 연료 탱크 내의 압력값과 상기 단계(105)를 통해 오프셋으로 설정된 압력값의 차를 연산하고(단계 109), 이 연산 압력값을 상기 오프셋으로 재설정한다(단계 111).

이어 상기 엔진 전자 제어기(26)는 상기 단계(111)를 통해 오프셋으로 설정된 연산 압력 값과 미리 저장된 제1 소정치(4hPa)와 비교하여(단계 113) 비교 결과 연산 압력값이 상기의 제1 소정치 보다 큰 경우 상기의 압력 센서가 고압으로 고착되었다고 판정하고(단계 115), 연산 압력값이 상기의 제1 소정치 보다 작은 경우 연산 압력값을 기 설정된 제2 소정치(-11hPa)와 비교한다(단계 117).

여기서, 상기 단계(117)의 비교 결과 연산 압력값이 상기 제2 소정치 보다 작은 경우 상기 엔진 전자 제어기(26)는 압력 센서가 저압으로 고착되었다고 판정한다(단계 119).

또한, 상기 단계(117)의 비교 결과 연산 압력값이 상기 제1 소정치 이하 상기 제2 소정치 이상인 경우 상기 압력 센서를 정상으로 판정한 후(단계 121) 연료 탱크 내의 리크 진단을 실행한다(단계 123).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 연료 탱크 내에서 읽혀지는 압력 값을 대기압인 0 hPa로 설정한 후 상기 압력값을 오프셋으로 설정하며, 이어 수신된 현재 연료 탱크 내의 압력 값과 상기 오프셋으로 설정된 연료 탱크 압력값의 차를 연산 후 연산압력값을 오프셋으로 재설정하며, 오프셋으로 설정된 연산 압력값을 기 설정된 제1 소정치 이상이면 압력 센서가 고압으로 고착되고, 기 설정된 제2 소정치 이하이면 압력 센서가 저압으로 고착되었다고 판정함으로써, 압력 센서의 고장 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 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 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

삭제

Claims

연료 탱크 내의 압력 값을 감지한 후 상기 감지 신호에 따라 압력 센서의 고장 유무를 판단하는 프로그램을 가지는 엔진 전자 제어기를 포함하는 방법에 있어서,

a) 연료 탱크의 리크 진단 조건을 수신하여 연료 탱크의 리크 진단 조건을 만족하는 지를 체크하는 단계;

b) 상기 a) 단계를 통해 연료 탱크의 리크 진단 조건을 만족하는 경우 현재 연료 탱크 내의 압력을 대기압인 0 hPa로 설정하고 상기 연료 탱크 내의 압력값을 오프셋으로 설정하는 단계;

c) 이어 상기 엔진 전자 제어기를 통해 수신된 연료 탱크 내의 압력값과 상기 b) 단계에서 오프셋으로 설정된 연료 탱크 내의 압력값의 차를 연산하고, 상기 연산 압력값을 오프셋으로 재설정하는 단계; 및

d) 상기 오프셋으로 설정된 연산 연료압을 기 설정된 제1 소정치와 비교하여 상기 제1 소정치 이상인 경우 연료 탱크 내의 압력을 감지하는 압력 센서가 고압으로 고착되었다고 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법.
제1항에 있어서, e) 상기 오프셋으로 설정된 연산 압력값을 제2 소정치와 비교하여 상기 제2 소정치 이하인 경우 상기 압력 센서가 저압으로 고착되었다고 판정하는 단계; 및

f) 상기 오프셋으로 설정된 연산 압력값이 상기의 제1 소정치와 상기의 제2 소정치 사이에 존재하는 경우 상기의 압력 센서를 정상으로 판정하여 연료 탱크의 리크 진단을 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법.
제2항에 있어서, 상기 제1 소정치는 4hPa 인 것을 특징으로 하는 연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법.
제3항에 있어서, 상기 제2 소정치는 -11hPa인 것을 특징으로 하는 연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법.
연료 탱크 내의 압력 값을 감지한 후 상기 감지 신호에 따라 압력 센서의 고장 유무를 판단하는 프로그램을 가지는 엔진 전자 제어기를 포함하는 방법에 있어서,

가) 연료 탱크의 리크 진단 조건을 수신하여 연료 탱크의 리크 진단 조건을 만족하는 지를 체크하는 단계;

나) 상기 가) 단계를 통해 연료 탱크의 리크 진단 조건을 만족하는 경우 현재 연료 탱크 내의 압력을 대기압인 0 hPa로 설정한 후 설정된 연료 탱크의 압력값을 오프셋으로 설정하는 단계;

다) 이어 상기 엔진 전자 제어기를 통해 수신된 연료 탱크 내의 압력값과 상기 나) 단계에서 오프셋으로 설정된 연료 탱크 내의 압력값의 차를 연산하고, 상기 연산 압력값을 오프셋으로 재설정하는 단계; 및

라) 상기 다) 단계에서 오프셋으로 설정된 연산 연료압을 제1 소정치와 비교하여 상기 제1 소정치 이상인 경우 연료 탱크 내의 압력을 감지하는 압력 센서가 고압으로 고착되었다고 판정하는 단계;

마) 상기 다) 단계에서 오프셋으로 설정된 연산 압력값을 제2 소정치와 비교하여 상기 제2 소정치 이하인 경우 상기 압력 센서가 저압으로 고착되었다고 판정하는 단계; 및

바) 상기 다) 단계에서 오프셋으로 설정된 연산 압력값이 상기 제1 소정치와 상기 제2 소정치 사이에 존재하는 경우 압력 센서를 정상으로 판정하여 연료 탱크의 리크 진단을 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법.