KR100931141B1 - 이지알쿨러 온도 모니터링 방법 - Google Patents

이지알쿨러 온도 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 별도의 EGR쿨러온도센서를 장착하지 않고도, 기존에 필수불가결하게 차량에 장착되어 있는 다른 센서들의 출력값들을 이용하여 EGR쿨러의 온도를 추정하여, EGR쿨러에 문제가 발생하였는지의 여부를 운전자에게 알려줄 수 있도록 함으로써, 별도의 추가적인 부품비용이나 조립비용 등을 배제할 수 있어서 차량의 단가를 저감시킬 수 있도록 한다.
EGR, EGR쿨러, 공기유량센서

Description

이지알쿨러 온도 모니터링 방법{EGR Cooler Temperature Monitoring Method}
본 발명은 차량 엔진에 사용되는 EGR장치의 EGR쿨러 온도를 간접적으로 추정하는 기술에 관한 것이다.
엔진의 EGR장치는 배기가스를 엔진의 흡기 쪽으로 재순환시켜서 엔진의 연소실 온도를 낮춤으로써, 배기가스 중의 NOx의 발생량을 저감하기 위해 사용된다.
EGR쿨러는 EGR밸브를 통해 엔진의 흡기쪽으로 공급되는 배기가스를 냉각시켜서 보다 효율이 좋도록 하기 위한 것이다.
OBD-Ⅱ 등과 같은 배기가스에 관한 각종 규제에 의하면, 상기 EGR쿨러의 고장 여부를 자동적으로 검사하여 운전자에게 알려줄 수 있어야 한다.
종래에는 상기와 같은 법규를 준수하기 위해서는 별도로 EGR쿨러의 온도를 측정하는 EGR쿨러온도센서의 채용이 필수적이었으나, 이는 당연히 추가적인 부품비용과 조립비용 등을 초래하여 차량의 가격을 상승시키는 요인이 되고 있다.
본 발명은 별도의 EGR쿨러온도센서를 장착하지 않고도, 기존에 필수불가결하게 차량에 장착되어 있는 다른 센서들의 출력값들을 이용하여 EGR쿨러의 온도를 추정하여, EGR쿨러에 문제가 발생하였는지의 여부를 운전자에게 알려줄 수 있도록 함으로써, 별도의 추가적인 부품비용이나 조립비용 등을 배제할 수 있어서 차량의 단가를 저감시킬 수 있도록 한 EGR쿨러 온도 모니터링 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명 EGR쿨러 온도 모니터링 방법은
EGR쿨러 및 상기 EGR쿨러를 포함하는 엔진의 정상적인 운전 상태하에서, 엔진흡기관으로 유입되는 공기의 온도를 측정하는 대기온센서와, 엔진 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수온센서 및 엔진의 회전수를 측정하는 엔진회전수센서의 출력값들에 따른 엔진흡기관으로 유입되는 공기의 유량을 측정하는 공기유량센서의 출력값에 대한 맵데이터를 구축하는 맵구축단계와;
차량의 엔진 작동시에, 당해 차량의 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서 및 공기유량센서의 출력값을 입력 받는 센서값입력단계와;
상기 맵구축단계에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계에서 입력된 상기 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서의 출력값 데이터를 읽어 내는 데이터선택단계와;
상기 데이터선택단계에 의해 상기 맵데이터로부터 선택된 공기유량센서의 출력값 데이터와 상기 센서값입력단계에서 입력된 공기유량센서의 출력값을 비교하여, 상기 입력된 공기유량센서의 출력값이 상기 맵데이터로부터 선택된 공기유량센서의 출력값 데이터로부터 소정범위 이내에 있는지를 판단하는 판단단계와;
상기 판단단계 수행 결과, 상기 입력된 공기유량센서의 출력값이 상기 맵데이터로부터 선택된 공기유량센서의 출력값 데이터로부터 상기 소정범위를 벗어나는 경우, 경고등을 점등하는 경고단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 맵구축단계에서는
엔진흡기관으로 유입되는 공기의 온도와, 엔진 냉각수의 온도 및 엔진의 회전수를 각각 변화시키면서, 그에 따른 상기 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서 및 공기유량센서의 출력값들을 기록하여 상기 맵데이터를 구축할 수 있다.
상기 맵구축단계에서는
EGR밸브의 개도를 센싱하는 EGR센서의 출력값을 추가로 함께 기록하여 맵데이터를 구축하고;
상기 센서값입력단계에서는 상기 당해 차량의 EGR센서의 출력값을 추가로 입력 받으며;
상기 데이터선택단계에서는 상기 맵구축단계에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계에서 입력된 상기 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서와 EGR센서의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서의 출력값 데이터를 읽어 내도록 할 수 있다.
상기 맵구축단계에서는
흡기매니폴드의 압력을 측정하는 흡기압센서의 출력값을 추가로 함께 기록하여 맵데이터를 구축하고;
상기 센서값입력단계에서는 상기 당해 차량의 흡기압센서의 출력값을 추가로 입력 받으며;
상기 데이터선택단계에서는 상기 맵구축단계에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계에서 입력된 상기 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서와 흡기압센서의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서의 출력값 데이터를 읽어 내도록 할 수 있다.
상기 맵구축단계에서는
흡기매니폴드의 공기의 온도를 측정하는 매니폴드공기온도센서의 출력값을 추가로 함께 기록하여 맵데이터를 구축하고;
상기 센서값입력단계에서는 상기 당해 차량의 매니폴드공기온도센서의 출력값을 추가로 입력 받으며;
상기 데이터선택단계에서는 상기 맵구축단계에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계에서 입력된 상기 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서와 흡기압센서 및 매니폴드공기온도센서의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서의 출력값 데이터를 읽어 내도록 할 수 있다.
본 발명은 별도의 EGR쿨러온도센서를 장착하지 않고도, 기존에 필수불가결하게 차량에 장착되어 있는 다른 센서들의 출력값들을 이용하여 EGR쿨러의 온도를 추정하여, EGR쿨러에 문제가 발생하였는지의 여부를 운전자에게 알려줄 수 있도록 함으로써, 별도의 추가적인 부품비용이나 조립비용 등을 배제할 수 있어서 차량의 단가를 저감시킬 수 있도록 한다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명은 EGR쿨러(1) 및 상기 EGR쿨러(1)를 포함하는 엔진의 정상적인 운전 상태하에서, 엔진흡기관(3)으로 유입되는 공기의 온도를 측정하는 대기온센서(5)와, 엔진 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수온센서(7) 및 엔진의 회전수를 측정하는 엔진회전수센서(9)의 출력값들에 따른 엔진흡기관(3)으로 유입되는 공기의 유량을 측정하는 공기유량센서(11)의 출력값에 대한 맵데이터를 구축하는 맵구축단계(S101)와; 차량의 엔진 작동시에, 당해 차량의 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7)와 엔진회전수센서(9) 및 공기유량센서(11)의 출력값을 입력 받는 센서값입력단계(S103)와; 상기 맵구축단계(S101)에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계(S103)에서 입력된 상기 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7)와 엔진회전수센서(9)의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서(11)의 출력값 데이터를 읽어 내는 데이터선택단계(S105)와; 상기 데이터선택단계(S105)에 의해 상기 맵데이터로부터 선택된 공기유량센서(11)의 출력값 데이터와 상기 센서값입력단계(S103)에서 입력된 공기유량센서(11)의 출력값을 비교하여, 상기 입력된 공기유량센서(11)의 출력값이 상기 맵데이터로부터 선택된 공기유량센서(11)의 출력값 데이터로부터 소정범위 이내에 있는지를 판단하는 판단단계(S107)와; 상기 판단단계(S107) 수행 결과, 상기 입력된 공기유량센서(11)의 출력값이 상기 맵데이터로부터 선택된 공기유량센서(11)의 출력값 데이터로부터 상기 소정범위를 벗어나는 경우, 경고등을 점등하는 경고단계(S109)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 맵구축단계(S101)는 차량의 개발시에 미리 다수의 실험을 통해 수행됨으로써 후에 실제 차량에 탑재될 맵데이터가 구축되도록 하고, 상기와 같이 구축된 맵데이터는 실제 차량에 장착되는 기억소자 등에 저장된 상태로 차량에 구비되며, 차량에 장착된 ECU(Engine Control Unit) 등의 전자식컨트롤러(13)에서는 상기 센서값입력단계(S103)를 수행한 후 상기 기억소자와 통신하여 상기 데이터선택단계(S105)와 판단단계(S107) 및 경고단계(S109)를 차례로 수행함으로써 운전자에게 EGR쿨러(1)의 정상적인 작동 여부를 알려줄 수 있도록 하는 것이며, 이와 같은 동작은 물론 정해진 일정한 시간마다 반복적으로 수행된다.
참고로 도 2에서는 상기 센서값입력단계(S103)의 각 센서들과 전자식컨트롤러(13) 사이의 관계를 개념적으로 도시하고 있고, 도 3에는 상기 각 센서들이 엔진 에 배치된 상태를 개념적으로 설명하고 있다.
상기 맵구축단계(S101)에서는 엔진흡기관(3)으로 유입되는 공기의 온도와, 엔진 냉각수의 온도 및 엔진의 회전수를 각각 변화시키면서, 그에 따른 상기 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7)와 엔진회전수센서(9) 및 공기유량센서(11)의 출력값들을 기록하여 상기 맵데이터를 구축한다.
즉, 엔진이 정상적으로 운전되고 있고, EGR쿨러(1)의 온도가 정상적인 범위 내에 있는 상태에서, 상기 EGR쿨러(1)의 온도변화에 관련된 상기 엔진흡기관(3)으로 유입되는 공기의 온도와, 엔진 냉각수의 온도 및 엔진의 회전수 등과 같은 물리량들을 각각 변화시키면서, 그에 따라 변화하는 공기유량센서(11)의 출력값을 맵데이터화 하는 것이다.
따라서, 상기 맵데이터는 상기 대기온센서(5)와, 냉각수온센서(7) 및 엔진회전수센서(9)의 출력값들을 독립변수로 하고 상기 공기유량센서(11)의 출력값을 종속변수로 하는 데이터가 된다.
여기서, 상기 공기유량센서(11)의 출력값을 종속변수로 하는 이유는, 상기 공기유량센서(11)의 출력값이 EGR쿨러(1)의 온도에 가장 큰 영향을 주는 인자이기 때문이다.
상기한 바와 같은 방법으로 구축된 맵데이터는 차량의 기억소자에 저장된 상태로 탑재되고, 차량의 주행중과 같이 엔진이 동작하는 상황에서 상기 전자식컨트롤러(13)는 주기적으로 차량에 실제로 탑재되어 있는 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7)와 엔진회전수센서(9) 및 상기 공기유량센서(11)의 출력값을 입력 받는 센 서값입력단계(S103)를 수행한다.
상기 전자식컨트롤러(13)는 상기와 같이 입력된 센서들의 출력값들 중 상기 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7) 및 엔진회전수센서(9)의 출력값을 가지고, 상기 기억소자의 맵데이터에서 상기 센서들의 출력값에 상응하는 공기유량센서(11)의 출력값 데이터를 선택하여 읽어내는 데이터선택단계(S105)를 수행한다.
상기와 같이 데이터선택단계(S105)에서 읽어진 상기 공기유량센서(11)의 출력값 데이터를 기준으로 하여 상기 센서값입력단계(S103)에서 입력 받은 현재 실제의 공기유량센서(11)의 출력값이 소정범위 이내에 있는지를 판단하는 판단단계(S107)를 수행하여, 상기 실제의 공기유량센서(11)의 출력값이 상기 소정범위를 벗어나는 경우에는 계기판의 경고등을 점등함으로써, 운전자에게 EGR쿨러(1)가 비정상적으로 작동하고 있음을 알려주는 경고단계(S109)를 수행하게 된다.
상기 판단단계(S107)의 소정범위는, 해당 차종별로 실험에 의하여 상기 공기유량센서(11)의 출력값이 엔진 및 상기 엔진에 포함된 EGR쿨러(1)가 정상적인 작동 상태인 것으로 볼 수 있는 범위로 결정된다.
이상과 같은 방법에 의하면, 별도로 EGR쿨러(1)의 온도를 측정하기 위한 EGR쿨러(1)온도센서를 장착하지 않고도, EGR쿨러(1)의 정상적인 작동 여부를 판단하여 그에 따른 경고를 하여줄 수 있어서, 추가적인 부품비용이나 조립비용의 발생을 배제하여 차량의 단가를 저감시킬 수 있도록 한다.
한편, 상기한 바와 같은 이지알쿨러 온도 모니터링 방법은 상기 공기유량센서(11)의 출력값에 영향을 주는 인자를 더 많이 고려하여, 보다 정확한 예측이 가능하도록 할 수 있을 것인 바, 이하에서는 상기 맵구축단계(S101)와 센서값입력단계(S103) 및 데이터선택단계(S105)에서 상기 공기유량센서(11)의 출력값에 영향을 주는 다른 물리량을 센싱하는 추가적인 센서들을 포함하는 경우들을 예시하고 있다.
즉, 첫 번째 다른 방법으로, 상기 맵구축단계(S101)에서는 상기 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7)와 엔진회전수센서(9) 및 공기유량센서(11)의 출력값들 이외에 EGR밸브의 개도를 센싱하는 EGR센서(15)의 출력값을 추가로 함께 기록하여 맵데이터를 구축하고; 상기 센서값입력단계(S103)에서는 상기 당해 차량의 EGR센서(15)의 출력값을 추가로 입력 받으며; 상기 데이터선택단계(S105)에서는 상기 맵구축단계(S101)에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계(S103)에서 입력된 상기 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7)와 엔진회전수센서(9)와 EGR센서(15)의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서(11)의 출력값 데이터를 읽어 내는 것이다.
이와 같이 함으로써, 상기 공기유량센서(11)의 출력값에 영향을 주는 인자로서 EGR밸브의 개도를 더 고려할 수 있게 된다.
두 번째 다른 방법으로서, 상기 맵구축단계(S101)에서는 상기 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7)와 엔진회전수센서(9) 및 공기유량센서(11)의 출 력값들 이외에 흡기매니폴드의 압력을 측정하는 흡기압센서(17)의 출력값을 추가로 함께 기록하여 맵데이터를 구축하고; 상기 센서값입력단계(S103)에서는 상기 당해 차량의 흡기압센서(17)의 출력값을 추가로 입력 받으며; 상기 데이터선택단계(S105)에서는 상기 맵구축단계(S101)에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계(S103)에서 입력된 상기 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7)와 엔진회전수센서(9)와 흡기압센서(17)의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서(11)의 출력값 데이터를 읽어 내도록 한다.
이와 같이 함으로써, 상기 공기유량센서(11)의 출력값에 영향을 주는 인자로서 흡기매니폴드의 압력을 더 고려할 수 있게 된다.
세 번째 다른 방법으로서, 상기 맵구축단계(S101)에서는 상기 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7)와 엔진회전수센서(9)와 흡기압센서(17) 및 공기유량센서(11)의 출력값들 이외에 흡기매니폴드의 공기의 온도를 측정하는 매니폴드공기온도센서(19)의 출력값을 추가로 함께 기록하여 맵데이터를 구축하고; 상기 센서값입력단계(S103)에서는 상기 당해 차량의 매니폴드공기온도센서(19)의 출력값을 추가로 입력 받으며; 상기 데이터선택단계(S105)에서는 상기 맵구축단계(S101)에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계(S103)에서 입력된 상기 대기온센서(5)와 냉각수온센서(7)와 엔진회전수센서(9)와 흡기압센서(17) 및 매니폴드공기온도센서(19)의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서(11)의 출력값 데이터를 읽어 내는 것이다.
이는 상기 두 번째 다른 방법에 추가로 상기 흡기매니폴드의 공기의 온도까지 고려하도록 한 것이다.
물론, 이외에도 상기 첫 번째 다른 방법과 세 번째 다른 방법을 함께 포함한 경우, 즉 기본적인 센서들인 상기 대기온센서(5), 냉각수온센서(7), 엔진회전수센서(9) 이외에 상기 첫 번째 다른 방법의 EGR센서(15)와 세 번째 다른 방법의 흡기압센서(17) 및 매니폴드공기온도센서(19)의 출력값들을 모두 고려한 방법도 가능할 것이며, 여기에 또 다른 센서들의 출력값을 고려하도록 할 수 있겠으나 지나치게 많은 센서들의 출력값을 고려하는 것은 오히려 비경제적일 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이지알쿨러 온도 모니터링 방법의 일예를 설명한 순서도,
도 2는 본 발명의 센서값입력단계를 설명한 개념도,
도 3은 본 발명에 사용되는 각 센서들의 배치를 설명한 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1; EGR쿨러 3; 엔진흡기관
5; 대기온센서 7; 냉각수온센서
9; 엔진회전수센서 11; 공기유량센서
13; 전자식컨트롤러 15; EGR센서
17; 흡기압센서 19; 매니폴드공기온도센서
S101; 맵구축단계 S103; 센서값입력단계
S105; 데이터선택단계 S107; 판단단계
S109; 경고단계

Claims (5)

  1. EGR쿨러 및 상기 EGR쿨러를 포함하는 엔진의 정상적인 운전 상태하에서, 엔진흡기관으로 유입되는 공기의 온도를 측정하는 대기온센서와, 엔진 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수온센서 및 엔진의 회전수를 측정하는 엔진회전수센서의 출력값들에 따른 엔진흡기관으로 유입되는 공기의 유량을 측정하는 공기유량센서의 출력값에 대한 맵데이터를 구축하는 맵구축단계와;
    차량의 엔진 작동시에, 당해 차량의 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서 및 공기유량센서의 출력값을 입력 받는 센서값입력단계와;
    상기 맵구축단계에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계에서 입력된 상기 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서의 출력값 데이터를 읽어 내는 데이터선택단계와;
    상기 데이터선택단계에 의해 상기 맵데이터로부터 선택된 공기유량센서의 출력값 데이터와 상기 센서값입력단계에서 입력된 공기유량센서의 출력값을 비교하여, 상기 입력된 공기유량센서의 출력값이 상기 맵데이터로부터 선택된 공기유량센서의 출력값 데이터로부터 소정범위 이내에 있는지를 판단하는 판단단계와;
    상기 판단단계 수행 결과, 상기 입력된 공기유량센서의 출력값이 상기 맵데이터로부터 선택된 공기유량센서의 출력값 데이터로부터 상기 소정범위를 벗어나는 경우, 경고등을 점등하는 경고단계;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이지알쿨러 온도 모니터링 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 맵구축단계에서는
    엔진흡기관으로 유입되는 공기의 온도와, 엔진 냉각수의 온도 및 엔진의 회전수를 각각 변화시키면서, 그에 따른 상기 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서 및 공기유량센서의 출력값들을 기록하여 상기 맵데이터를 구축하는 것
    을 특징으로 하는 이지알쿨러 온도 모니터링 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 맵구축단계에서는
    EGR밸브의 개도를 센싱하는 EGR센서의 출력값을 추가로 함께 기록하여 맵데이터를 구축하고;
    상기 센서값입력단계에서는 상기 당해 차량의 EGR센서의 출력값을 추가로 입력 받으며;
    상기 데이터선택단계에서는 상기 맵구축단계에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계에서 입력된 상기 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서와 EGR센서의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서의 출력값 데이터를 읽어 내는 것
    을 특징으로 하는 이지알쿨러 온도 모니터링 방법.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 맵구축단계에서는
    흡기매니폴드의 압력을 측정하는 흡기압센서의 출력값을 추가로 함께 기록하여 맵데이터를 구축하고;
    상기 센서값입력단계에서는 상기 당해 차량의 흡기압센서의 출력값을 추가로 입력 받으며;
    상기 데이터선택단계에서는 상기 맵구축단계에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계에서 입력된 상기 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서와 흡기압센서의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서의 출력값 데이터를 읽어 내는 것
    을 특징으로 하는 이지알쿨러 온도 모니터링 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 맵구축단계에서는
    흡기매니폴드의 공기의 온도를 측정하는 매니폴드공기온도센서의 출력값을 추가로 함께 기록하여 맵데이터를 구축하고;
    상기 센서값입력단계에서는 상기 당해 차량의 매니폴드공기온도센서의 출력 값을 추가로 입력 받으며;
    상기 데이터선택단계에서는 상기 맵구축단계에 의해 구축되어 상기 차량에 미리 탑재되어 있는 맵데이터에서, 상기 센서값입력단계에서 입력된 상기 대기온센서와 냉각수온센서와 엔진회전수센서와 흡기압센서 및 매니폴드공기온도센서의 출력값에 의해 특정되는 공기유량센서의 출력값 데이터를 읽어 내는 것
    을 특징으로 하는 이지알쿨러 온도 모니터링 방법.
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