KR100858620B1 - 자동차의 증발가스 제어 시스템의 누설 진단 방법 - Google Patents

Abstract

증발 가스의 누설 판정을 위해 ECU의 제어를 통해 기 설정된 부압 목표값을 연료 레벨 및 외기 온도에 따른 가중치에 의해 가변하고 이 가변된 부압 목표값에 상응하여 설정된 누설판단 기준 압력값을 기초로 연료 탱크의 누설을 정확하게 판정할 수 있도록 하는 자동차의 증발 가스 제어 시스템의 누설 진단 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, 연료탱크에서 증발되는 가스를 엔진에 공급하는 증발가스 제어 시스템의 누설을 진단하는 방법으로서, a) 상기 증발가스 제어 시스템을 외기 및 엔진으로부터 차단하는 시스템 차단단계; b) 상기 증발가스 제어 시스템 내부 압력을 ECU의 제어를 통해 기 저장된 부압 목표값으로 유지하는 저압 유지단계; 및 c) 상기 시스템 저압 유지단계 이후에 부압 목표값에 상응하여 설정된 누설 판단 기준 압력값을 기준으로 하여 시간경과와 압력변화를 바탕으로 상기 증발가스 제어 시스템의 누설 여부를 판단하는 누설판단단계를 포함하고, 본 발명에 의하면, 상기 ECU의 제어를 통해 기 저장된 목표 기준값과 잔존하는 연료레벨 및 외기 온도에 따라 설정된 가중치를 통해 설정된 부압 목표값과 이에 상응하여 설정된 누설 판단 기준 압력값을 기초로 하여 연료 탱크의 누설을 판정함으로써, 연료의 종류, 잔존하는 연료량, 및 외기 온도에 따라 정확하지 않았던 누설 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

자동차, 누설진단, 부압 목표값, 연료 종류, 외기 온도, 연료량

Description

자동차의 증발가스 제어 시스템의 누설 진단 방법{METHOD FOR DIAGNOSING LEAKAGE ON EVAPORATIVE GAS SYSTEM}

도 1은 일반적인 누설 진단 시 연료탱크 내부 압력을 도시한 그래프이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 누설 진단 장치의 구성을 보인 도이다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 누설 진단 과정을 보인 흐름도이다.

도 4는 도 3에 도시된 ECU에 의해 내부압력으로서 연료탱크의 압력을 보인 파형도이다.

본 발명은 자동차의 증발가스 제어 시스템의 누설 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외기 온도 및 연료 레벨에 따라 부압 목표값을 가변하고 이에 상응하여 설정된 누설 판단 기준 압력값을 기초로 하여 연료 탱크의 증발 가스의 누설 진단을 정확하게 실행할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 내연기관 엔진은 연료와 공기를 엔진에서 연소시킴으로써 동력을 발생하는 장치이며, 따라서 이러한 내연기관 엔진의 동력을 이용하는 자동차는 엔진에 공급하기 위한 연료를 저장하는 연료탱크를 구비하고 있다.

상기 연료탱크에 저장된 연료는 그 휘발성의 정도에 따라 달라지기는 하겠으나, 시간이 경과함에 따라 증발함으로써 증발가스를 배출하게 되고, 이러한 증발가스가 외기로 배출되는 경우에는, 연료의 낭비뿐만 아니라 연소되지 않은 가스의 배출로 인한 공해가 발생된다.

따라서 일반적인 자동차는 연료탱크에서 발생하는 증발가스를 엔진에 공급하는 증발가스 제어 시스템을 구비하고 있으며, 이러한 증발가스 제어 시스템은 자동차의 연료를 저장하는 연료탱크, 상기 연료탱크와 관로로 연결되어 상기 연료탱크에서 발생된 증발가스를 포집하는 증발가스 포집기 및 상기 증발가스 포집기의 증발가스를 상기 자동차의 엔진에 공급하는 공급관로를 포함한다.

그런데, 이러한 증발가스 제어 시스템에 누설(leakage)이 생기는 경우에는 증발가스에 의한 공해를 막을 수 없으므로, 자동차 제조사는 상기 증발가스 제어 시스템의 누설을 검출하는 방법을 강구하고 있다.

그 일예로는, 차량이 정차하였을 때 상기 증발가스 제어 시스템을 외기로부터 차단하여 진공을 형성한 후, 증발가스 제어 시스템을 엔진으로부터 차단하여 시간이 경과함에 따라 내부 압력의 변화추이를 기초로 누설여부를 진단하고 있다.

도 1은 종래기술에 의한 증발가스 제어 시스템의 누설감지 방법이 수행되는 과정에 따라 연료탱크 내부 압력을 도시한 그래프이다.

자동차가 주행 중에 특정시각(P1)에서 정차하게 되면 종래기술에 의한 누설 진단방법이 시작되어 증발가스 제어 시스템은 외기 및 엔진으로부터 차단한다.

그리고 증발가스로 인하여 연료탱크의 내부 압력이 설정압력으로 증가할 때(P2)까지 증발 가스 제어 시스템은 대기하게 되고, 이후 증발가스를 엔진에 공급하기 시작함으로써 증발가스 제어 시스템의 내부압력은 목표 기준값으로 감소될 때(P3)까지 떨어뜨리게 된다.

이후 다시 증발가스 제어 시스템은 엔진으로부터 차단하여 설정시간 동안 연료탱크 내부 압력의 변화를 관찰하고, 그 결과 내부 압력 변화가 큰 경우에는 외기로부터 증발가스 제어 시스템으로 공기가 유입된 것으로 판단하여 증발 가스의 누설이 있는 것으로 판단하게 되는 것이다.

그런데, 이러한 일예의 종래 기술에 의하면 목표 기준값이 고정되어 있으므로, 외기 온도, 잔존하는 연료 레벨, 및 연료의 종류 등과 같이 내부 압력이 가변될 수밖에 없는 상태를 반영할 수 없어 오진단하는 경우가 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상기 ECU의 제어를 통해 외기 온도 및 연료 레벨에 따라 부압 목표값을 가변하고 이에 상응하여 설정된 누설 판단 기준 압력값을 기초로 연료 탱크의 누설을 판정함으로써, 연료의 종류, 잔존하는 연료량, 및 외기 온도에 따라 정확하지 않았던 누설 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자동차의 증발가스 제어 시스템의 누설 진단 방법을 제공하고자 함에 있다.

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

연료탱크에서 증발되는 가스를 엔진에 공급하는 증발가스 제어 시스템의 누 설을 진단하는 방법으로서,

a) 상기 증발가스 제어 시스템을 외기 및 엔진으로부터 차단하는 시스템 차단단계;

b) 상기 증발가스 제어 시스템 내부 압력을 ECU의 제어를 통해 기 저장된 부압 목표값으로 유지하는 저압 유지단계;

c) 상기 시스템 저압 유지단계 이후에 상기 부압 목표값에 상응하여 설정된 누설 판단 기준 압력값을 기준으로 하여 시간경과와 압력변화를 기초로 상기 증발가스 제어 시스템의 누설 여부를 판단하는 누설판단단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 부압 목표값은, 상기 ECU의 제어를 통해 기 저장된 목표 기준값과 잔존하는 연료량 및 외기 온도에 따라 설정된 가중치를 통해 설정되고,
그리고 상기의 누설 판단 기준 압력값은 상기 부압 목표값의 가변에 상응하여 설정됨으로써, 저압 유지단계 이후 압력의 변화가 상기 누설 판단 기준 압력값을 넘으면 연료 탱크의 누설을 판단하고 리크 크기의 계산이 시작되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 b) 단계는,

a-1) 상기 ECU의 제어를 통해 기 저장된 목표 기준값을 읽는 단계;

a-2) 외부로부터 공급되는 외기 온도, 및 잔존하는 연료량을 수신하는 단계;

a-3) 수신된 외기 온도 및 연료량에 따라 설정된 가중치와 상기 a-1) 단계의 목표 기준값을 통해 상기 부압 목표값을 설정하는 단계; 및

a-4) 상기 설정된 부압 목표값으로 연료 탱크의 부압을 형성하는 단계를 포 함하고,

상기 c) 단계는,

c-1)) 상기 설정된 부압 목표값에 상응하여 설정된 누설 판단 기준 압력값을 설정하는 단계;

c-2) 상기 설정된 누설 판단 기준 압력값을 기준으로 이후 압력의 변화에 따른 누설 판단 및 리크 크기를 계산하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 ECU의 제어를 통해 기 저장된 목표 기준값과, 잔존하는 연료량, 및 외기 온도에 따라 설정된 가중치를 통해 설정되는 부압 목표값과 이에 상응하여 설정된 누설 판단 기준 압력값을 기초로 하여 연료 탱크의 증발 가스의 누설을 판정함으로써, 연료의 종류, 잔존하는 연료량, 및 외기 온도에 따라 정확하지 않았던 누설 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면의 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 증발가스 제어 시스템의 누설 진단방법이 수행되는 누설진단 장치의 일예를 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이 통상적인 증발가스 제어 시스템은, 자동차의 연료를 저장하는 연료탱크(210), 상기 연료탱크(210)와 관로로 연결되어 상기 연료탱크 (210)에서 발생된 증발가스를 포집하는 증발가스 포집기(215), 및 상기 증발가스 포집기(215)의 증발가스를 상기 자동차의 엔진(220)에 공급하는 공급관로(225)를 포함한다.

여기에 구비되는 본 발명의 실시예의 누설 진단 시스템은, 상기 증발가스 제어 시스템의 설정위치에 장치되어 증발가스 제어 시스템의 내부압력을 검출하는 압력센서(230); 엔진(220)의 구동여부를 검출하는 점화 스위치 센서(235); 자동차의 주행속도를 검출하는 차속센서(240); 상기 증발가스 포집기(215)와 외기와의 연결을 선택적으로 개폐하는 셔트오프 밸브(260;shut-off valve: 260); 상기 공급관로(225) 상에 개재되어 증발가스 포집기(215)로부터 엔진(220)으로 공급되는 증발가스 양을 조절하는 퍼지 밸브(270; purge valve: 270); 및 상기 셔트오프 밸브(260) 및 퍼지 밸브(270)를 제어하고 상기 각 센서들(230,235,240)로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 증발가스 제어 시스템의 누설여부를 진단하는 전자제어유닛(250; 이하 "ECU"라 한다)을 포함한다. 또한 상기 ECU(250) 내에는 시간의 경과를 검출하는 클럭 (255; clock)이 구비된다.

도 2에서는 압력센서(230)가 연료탱크(210) 내에 장치되는 것으로 표시되어 있으나, 증발가스 제어 시스템 내의 임의의 위치에 장치되어도 무방하다.

상기 일 예의 증발가스 제어 시스템은 증발가스 포집기(215)를 포함하는 것으로 설명하고 있으나, 이를 포함하지 아니하는 경우라도 본 발명의 누설감지방법이 적용될 수 있으며, 이러한 경우에 상기 셔트오프 밸브(260)는 증발가스 제어 시스템 상의 외기와의 차단여부를 선택할 수 있는 임의의 위치에 개재될 수 있다.

여기서, 상기 ECU(250)는, 제어를 통해 설정된 목표 기준값, 잔존하는 연료량, 및 외기 온도에 따라 설정된 가중치를 통해 설정되는 부압 목표값과 이에 상응하여 설정된 누설 판단 기준 압력값을 기초로 하여 연료 탱크의 누설을 판정하고 리크 크기를 계산하도록 구비된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 증발가스 제어 시스템의 누설 진단 과정을 보인 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시예의 증발가스 제어 시스템의 누설진단방법이 수행되는 동안의 연료탱크의 압력 변화를 도시한 것이다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조로 본 발명의 실시예의 누설 진단방법과 그 작용을 구체적으로 살펴본다.

즉, 본 발명의 실시예의 자동차의 누설진단방법은, 연료탱크(210)에서 증발되는 가스를 엔진(220)에 공급하는 증발가스 제어 시스템 (210,215,220,225)의 누설을 진단하는 방법으로서, 차량의 상태 및 조건을 만족한 후 진단이 시작되며 상기 연료 탱크 내의 내부 압력을 대기압 이하의 부압을 형성하기 위해 우선, 상기 ECU(250)의 제어를 통해 기 저장된 목표 기준값을 읽은 후(101) 외부로부터 공급되는 외기 온도 및 잔존하는 연료량을 수신한다(103)

이어 상기 ECU(250)는 수신된 외기 온도 및 연료량에 따라 기 설정된 다수의 가중치 중 해당 가중치를 출력하고(105), 설정된 가중치와 상기 목표 기준값의 연산 과정을 통해 부압 목표값을 설정한다(107).

상기 ECU(250)는 설정된 부압 목표값으로 상기 셧오프 밸브(260) 및 퍼지 밸브(270) 제어를 통해 연료 탱크(210) 내의 압력을 설정한다(109).

이 후 상기 ECU(250)는 이후 상기 부압 목표값에 상응하여 설정된 누설 판단 기준 압력값을 설정하며(111), 시간 경과에 따른 압력의 변화가 이 누설 판단 기준 압력값을 넘으면 연료 탱크의 누설 가능성이 있다고 판단하고(113) 리크 크기의 계산이 시작되며 리크 크기의 값이 특정값 이상이면 증발 가스 제어 시스템의 증발 가스의 누설로 판단하고(115), 판단 결과를 운전자 또는 정비사에게 인식시킨다(117). 본 발명의 실시 예에서 누설 가능성 판단 및 누설(리크) 크기의 계산 과정은 이미 공지된 기술이므로 그에 따른 상세한 설명을 생략한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 증발가스 제어 시스템의 누설 진단 방법은, ECU의 제어를 통해 기 저장된 목표 기준값과 연료의 종류, 잔존하는 연료량, 및 외기 온도에 따라 설정된 가중치를 통해 설정되는 부압 목표값과 이에 상응하여 누설 판단 기준 압력값을 설정하고 이후 시간 경과에 따른 압력의 변화가 이 누설 판단 기준 압력값을 넘으면 연료 탱크의 누설 가능성이 있다고 판단하고 리크 크기의 계산이 시작되며 리크 크기의 값이 특정값 이상이면 증발 가스 제어 시스템의 누설로 판정함으로써, 연료의 종류, 잔존하는 연료량, 및 외기 온도에 따라 정확하지 않았던 누설 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 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 (4)

1. 연료탱크에서 증발되는 가스를 엔진에 공급하는 증발가스 제어 시스템의 누설을 진단하는 방법으로서,

   a) 상기 증발가스 제어 시스템을 외기 및 엔진으로부터 차단하는 시스템 차단단계;

   b) 상기 증발가스 제어 시스템 내부 압력을 ECU의 제어를 통해 기 저장된 부압 목표값으로 유지하는 저압 유지단계;

   c) 상기 시스템 저압 유지단계 이후에 부압 목표값에 상응하여 설정된 누설 판단 기준 압력값을 기준으로 하여 시간경과와 압력 변화를 바탕으로 상기 증발가스 제어 시스템의 누설 여부를 판단하는 누설 판단 단계를 포함하고,

   상기의 부압 목표값은, 상기 ECU의 제어를 통해 기 저장된 목표 기준값과 잔존하는 연료량 및 외기 온도에 따라 설정된 가중치를 통해 설정되며,

   상기의 누설 판단 기준 압력값은, 상기 설정된 부압 목표값에 상응하여 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 증발가스 제어 시스템의 누설 진단 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 b) 단계는,

   a-1) 상기 ECU의 제어를 통해 기 저장된 목표 기준값을 읽는 단계;

   a-2) 외부로부터 공급되는 외기 온도, 및 잔존하는 연료량을 수신하는 단계;

   a-3) 수신된 외기 온도 및 연료량에 따라 설정된 가중치와 상기 a-1) 단계의 목표 기준값을 통해 부압 목표값을 설정하는 단계; 및

   a-4) 상기 설정된 부압 목표값으로 연료 탱크의 부압을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 증발가스 제어 시스템의 누설 진단 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 c) 단계는,

   c-1)) 상기 설정된 부압 목표값에 상응하는 누설 판단 기준 압력값을 설정하는 단계; 및

   c-2) 상기 설정된 누설 판단 기준 압력값을 기준으로 하여 시간경과와 압력변화를 바탕으로 누설 판단 및 누설 크기를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 증발가스 제어 시스템의 누설 진단 방법.

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