KR101008455B1 - 자동차의 써모스테이트 고장 진단 방법 - Google Patents

Abstract

냉각수 온도에 대한 모델링 값과 실제 냉각수 온도값을 기초로 써모스테이트의 고장을 진단할 수 있도록 한 방법이 개시되어 있으며, 이러한 본 발명은 차량 주행시 수신된 냉각수 온도 및 공기량을 기초로 연산된 냉각수 온도에 대한 모델링 값, 차속 정보, 엔진 부하 정보, 및 실제 냉각수 온도값을 기초로 써모스테이트 고장을 진단하는 엔진 제어 유닛을 가지는 자동차에 있어서, a) 상기 냉각수 온도에 대한모델링 값이 엔진 시동 시 수신되어 저장된 냉각수 온도와 기 설정된 제1 임계값의 더한 연산값보다 큰 지를 판단하고, 상기 판단 결과 상기의 냉각수 온도에 대한 모델링 값이 시동 시 냉각수 온도값과 상기 제1 임계값의 더한 연산값보다 큰 경우 상기 실제 냉각수 온도값과 상기의 냉각수 온도에 대한 모델링 값을 비교하는 단계; 및 b) 상기 a) 단계의 비교 결과 상기의 실제 냉각수 온도값이 상기 냉각수 온도에 대한 모델링 값보다 큰 경우 상기 써모스테이트 고장 진단 정지로 판정한 후 판정 결과를 표시하는 단계를 포함한다.

자동차, 엔진, 냉각수, 냉각팬, 써모스테이트

Description

자동차의 써모스테이트 고장 진단 방법{METHOD FOR DIAGNOSING THERMOSTAT OF CAR}

본 발명은 자동차의 써모스테이트 고장 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉각수 온도에 대한 모델링 값과 실제 냉각수 온도값을 기초로 써모스테이트의 고장을 진단할 수 있도록 한 방법 관한 것이다.

일반적으로 냉각 장치는 엔진을 냉각하여 과열을 방지함과 아울러 적온으로 유지하는 장치로써, 외기를 이용하여 엔진의 외부를 직접 냉각하는 공랭식과 냉각수를 엔진 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다.

상기 수냉식 냉각 장치는 도 1에 나타내는 바와 같이 실린더(10)와 연소실(20)을 둘러싸는 워터 재킷(30), 물을 실린더(10) 내로 압송 순환시키는 워터 펌프(40), 온도가 높은 냉각수의 열을 외기에 전달하여 냉각하는 라디에이터(50), 라디에이터(50)의 통풍을 돕는 팬(60), 시동 직후에 냉각수를 빨리 적정 온도로 올리기 위한 써모스테이트(100) 등으로 구성되어 있으며, 워터 펌프(40)에 의해 냉각수를 실린더(10)를 둘러싸는 워터 재킷(30) 내부에 순환시켜서 실린더 블록(70) 및 실린더 헤드(80)에 발생하는 열을 냉각시키도록 한 후, 워터 재킷(30)에서 데워진 냉각수 를 라디에이터(50)로 끌어들여 방열한다. 그리고, 라디에이터(50)에서 방열된 물은 다시 워터 재킷(30)으로 순환시켜서 엔진을 냉각하게 된다.

또한, 상기 팬은 외기를 강제적으로 라디에이터(50)와 접촉되도록 하여 방열 효과를 좋게 하며, 워터 재킷(30)과 라디에이터(50) 사이의 상부 유로(90)에는 냉각수의 온도의 변화에 따라 자동으로 개폐가 제어되어 라디에이터(50)로 흐르는 유량을 제어함으로써, 냉각수의 온도를 적정 온도로 유지하는 써모스테이트(100)가 설치되어 있어서 온도에 따라 냉각수의 순환 경로를 변환하게 되어 있다.

상기 써모스테이트의 동작은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 하기에서 보다 상세하게 설명한다.

도 2a는 써모스테이트가 닫혀 있을 때의 상태를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 워터 재킷 내부의 냉각수의 온도가 상승되어 써모스테이트가 열릴 때의 상태를 나타내는 단면도이다.

도 2a에 나타내는 바와 같이 밸브(110)가 닫혀 있는 상태에서 워터 재킷 내부의 냉각수의 온도가 규정 온도 이상으로 높아지면 팰릿(Pallet ; 120) 안의 왁스(125)가 팽창하여 팰릿(120)의 내부에 삽입되어 있는 러버(130)를 압축함으로써, 러버(130)의 중심부에 있는 스핀들(140)이 상측으로 압력을 받게 되지만 상기 스핀들(140)은 브라켓(150)에 장착 고정되어 있으므로 팰릿(120)이 하강하게 되어 도 2b에 나타내는 바와 같이 밸브(110)가 열리게 된다.

한편, 상기한 도 2b에 나타내는 바와 같이 밸브(110)가 열려서 워터 재킷의 더운 냉각수가 라디에이터로 순환하게 되어 냉각수의 온도가 낮아지게 되면 팽창되었던 왁스(125)가 수축되고 러버(130)의 압축이 제거되어 팰릿(120)은 스프링(160)의 탄성에 의해 도 2a에 나타내는 바와 같이 원위치로 돌아가게 되어 있다.

한편, 써모스테이트가 고장이 나서 밸브가 기 설정된 일정 온도 이하에서도 열려 있을 경우에는 냉각수가 계속해서 라디에이터를 거쳐서 냉각되므로, 연소에 의해 생긴 열 중에서 냉각으로 상실되는 양이 많아져 엔진의 열효율을 저하시키고, 냉각수 온도를 기준으로 하여 연료 분사량을 제어하는 ECU는 냉각수 온도가 낮으므로 연료 분사량을 길게 함으로써 연료소비를 증대시키며, 실린더 중에서 가솔린의 무화가 불충분한 혼합기가 공급되기 때문에 가솔린에 의해 엔진 오일을 묽게 만드는 원인이 되며 실린더의 마모를 촉진시키는 원인이 된다. 또한, (배기가스가 정상 조건보다 상대적으로 많이 발생하고 , 다른 자기 진단장치( 산소센서진단,촉매 이상유무 진단, 배기가스 재순환 장치 진단, 증발가스 시스템 누설 진단 등)의 성능에 영향을 준다.

상기에서 설명한 바와 같이, 엔진의 냉각수 온도를 제어하는 써모스테이트는 중요한 부품 중의 하나이며. 이러한 써모스테이트의 고장 판정 역시 중요한 프로그램 중 하나이다.

따라서, 이러한 써모스테이트의 고장은 공기량을 통해 산출된 냉각수 온도에 대한 모델링 값과 실제 냉각수 온도 값의 차이로 판정하였으나, 실제 냉각수 온도값과 모델링 값의 교차가 일정값 이상에서 발생하는 경우 오진단하는 문제점이 있었다. 따라서, 실제 냉각수 온도값이 진단값(법규에서 제시한 통상 써모스테이트 열림값 - 12도씨) 이하인 경우 써모스테이트의 고장 진단을 정지할 수 있는 별도의 방법이 필요하였다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 실제 냉각수 온도값과 냉각수 온도에 대한 모델링 값의 차가 기 설정된 임계값 이상에서 발생하였을 때 상기 써모스테이트의 고장 진단을 정지하여 상기 써모스테이트의 고장 진단 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자동차의 써모스테이트 고장 진단 방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 과제는,

엔진 회전 시 수신된 냉각수 온도 및 공기량을 기초로 연산된 냉각수 온도에 대한 모델링 값, 차속 정보, 엔진 부하 정보, 및 실제 냉각수 온도값을 기초로 써모스테이트 고장을 진단하는 엔진 제어 유닛을 가지는 자동차에 있어서,

a) 상기 냉각수 온도에 대한 모델링 값이 엔진 시동 시 수신되어 저장된 냉각수 온도와 기 설정된 제1 임계값의 더한 연산값보다 클 때까지 판단을 유보하였다가 상기 판단 결과 상기의 모델링 값과 냉각수 온도값의 교차 시점이 한계값 이전에 서 발생하였는지를 비교하는 단계; 및

b) 상기 a) 단계의 비교 결과 상기 써모스테이트 고장 진단 정지로 판정한 후 판정 결과를 표시하는 단계를 포함한다.

그에 더하여 상기 a) 단계의 판단 결과 실제 냉각수 온도값이 냉각수 온도에 대한 모델링 값 보다 작은 경우 상기 냉각수 온도에 대한 모델링 값이 기 설정된 제2 임계값 이상인 지를 판단하여 상기 모델링 값이 기 설정된 제2 임계값 이상인 경우 상기 써모스테이트 고장으로 판정하고 판정 결과를 표시하는 단계를 더 포함한다

여기서, 상기 제1 임계값 및 2 임계값은 시험을 통하여 얻어지는 값이고, 다양하게 운전하였을 때 써모스테이트 진단이 유효한 최소값로서, 엔진 부하는 20~30kg/h,이고 차속은 30~50km/h 사이에서 결정된다.

본 발명에 의하면, 써모스테이트의 고장 진단 항목에 대응되는 각 항목의 임계값이 저장된 엔진 제어 유닛에서 모델링 값이 시동 시 냉각수 온도값과 기 설정된 임계값 이상이고, 냉각수 온도에 대한 모델링 값보다 실제 냉각수 온도값 차가 큰 경우 써모스테이트 고장 진단을 정지함으로써, 써모스테이트의 고장 진단 결과에 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

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

도 3은 본 발명이 적용되는 자동차의 냉각 장치의 구성을 보인 도이고, 도 4는 도 3에 도시된 써모스테이트의 고장 발생 시 실제 냉각수 온도값과 모델링 값의 변화를 보인 파형도이다.

도 3에 도시된 바 같이, 본 발명이 적용되는 자동차의 냉각 장치는, 차속 정보 및 엔진 부하 정보를 포함하는 엔진 상태 정보, 엔진 시동시 냉각수 온도값, 냉각수온 도 및 공기량을 기초하여 연산된 냉각수 온도에 대한 모델링 값을 기초하여 써모스테이트(미도시됨)의 고장을 진단하는 제어부(11)로 구비되고, 상기 제어부(11)의 출력측에는 써모스테이트의 진단 결과를 운전자 또는 정비자에게 인식시키기 위한 표시부(15)를 더 포함한다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 모델링 값과 실제 수신되는 냉각수 온도값의 차는 45도씨 이 후에 발생되나, 상기 제어부(11)는 엔진 시동 시 수신된 상기의 시동 냉각수 온도값과 기 설정된 제1 임계값이 모델링 값(45도씨) 이하임에도 불구하고, 실제 냉각수 온도값이 모델링 값 보다 큰 경우 써모스테이트의 고장 진단을 정지하도록 구비된다.

도 5는 도 3에 도시된 제어부(11)의 자동차의 써모스테이트 고장 진단 과정을 보인 흐름도이다. 즉, 상기 제어부(11)는 외부로부터 공급되는 엔진 상태 정보, 냉각수 온도에 대한 모델링 값, 및 써모스테이트로부터 공급되는 엔진 시동 시 수신되는 시동 냉각수 온도값과 실제 냉각수 온도 값을 수신하고(101), 상기 시동 냉각수 온도값과 기 설정된 제1 임계값의 더한 연산값이 냉각수 온도에 대한 모델링 값(45도씨)보다 작은 지를 판단하고(103), 판단 결과 냉각수 온도에 대한 모델링 값이 상기 연산값 보다 큰 경우 상기 수신된 실제 냉각수 온도값이 냉각수 온도에 대한 모델링값 보다 큰 지를 판단한다(105), 실제 냉각수 온도값이 모델링 값보다 큰 경우 써모스테이트의 상대변동 진단을 정지한 후 기존 써모스테이트의 고장진단을 수행한다.

한편, 상기 단계(105)의 판단 결과 실제 냉각수 온도가 모델링 값 보다 작은 경우 상기 제어부(11)는 써모스테이트의 고장 진단 정지 플래그를 0으로 설정한 후(111) 상기 냉각수 온도에 대한 모델링값이 기 설정된 제2 임계값보다 큰 지를 판단하고(113), 상기 냉각수 온도에 대한 모델링 값이 상기의 제2 임계값 보다 큰 경우 상기 써모스테이트를 고장으로 판정하고 판정 결과는 표시부(15)를 통해 표시된다(115).

따라서, 차량 주행상태에서 써모스테이트 정상품을 오진단으로부터 막아주어 써모스테이트 진단에 대한 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 일반적인 자동차의 냉각 장치의 구성을 보인 도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 써모스테이트의 구성을 보인 도들이다.

도 3은 본 발명이 적용되는 자동차의 구성을 보인 도이다.

도 4는 도 3의 실제 냉각수 온도값 및 모델링 값을 보인 파형도이다.

도 5는 본 발명에 따른 자동차의 써모스테이트 고장 진단 과정을 보인 흐름도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

11 : 제어부 15 : 표시부

Claims (2)

1. 엔진 공회전 시 수신된 냉각수 온도 및 공기량을 기초로 연산된 냉각수 온도에 대한 모델링 값, 차속 정보, 엔진 부하 정보, 및 실제 냉각수 온도값을 기초로 써모스테이트 고장을 진단하는 엔진 제어 유닛을 가지는 자동차에 있어서,

   a) 상기 냉각수 온도에 대한 모델링 값이 엔진 시동 시 수신되어 저장된 냉각수 온도와 기 설정된 제1 임계값의 더한 연산값보다 큰 지를 판단하고, 상기 판단 결과 상기의 냉각수 온도에 대한 모델링 값이 시동시 냉각수 온도값과 상기 제1 임계값의 더한 연산값보다 큰 경우 상기 실제 냉각수 온도값과 상기의 냉각수 온도에 대한 모델링 값을 비교하는 단계; 및

   b) 상기 a) 단계의 비교 결과 써모스테이트 진단 중에 상기의 실제 냉각수 온도값이 상기의 냉각수 온도에 대한 모델링 값보다 큰 경우 상기 써모스테이트 고장 진단 정지로 판정한 후 판정 결과를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 써모스테이트 고장 진단 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 a) 단계의 판단 결과 실제 냉각수 온도값이 냉각수 온도에 대한 모델링 값 보다 작은 경우 상기 냉각수 온도에 대한 모델링 값이 기 설정된 제2 임계값 이상인 지를 판단하여 상기 모델링 값이 실제 냉각수온 이상인 경우 상기 냉각수온 써모스테이트 고장으로 판정하고 판정 결과를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 써모스테이트 고장 진단 방법.

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