KR101181071B1 - 퍼지콘트롤솔레노이드밸브 폐고착 진단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 퍼지콘트롤솔레노이드밸브 폐고착 진단방법에 관한 것으로, CCV(4) 폐쇄 PCSV(3) 개방 상태에서 연료탱크(1)의 압력변화를 측정하여 압력이 변화하면 PCSV정상으로 판단하고 그렇지 않으면 다음 단계를 수행하는 단순 연료탱크 압력변화에 의한 초기 판단단계와; 상기 단계로부터 다시 상기 PCSV를 닫은 상태에서, 증발량을 고려하여 상승 예상 연료탱크압력을 산출하고, 상기 산출된 연료탱크압력과 실제 측정된 연료탱크압력의 차가 소정의 설정값 이상이면 연료캡이 정상적으로 닫힌 것으로 판단하고, 이하이면 다음 단계를 수행하는 증발량을 고려한 연료탱크 압력변화에 의한 중간 판단단계 및; 상기 단계로부터, PCSV의 재개방 신호 전/후의 산소센서 희박출력 시간을 각각 측정하여 그 차가 소정의 설정값 이상이면 연료캡 열림으로 판단하고, 이하이면 상기 PCSV가 폐고착된 것으로 판단하는 산소센서 출력변화에 의한 최종 판단단계;를 포함하여 이루어진다.

상기와 같이, 연료캡의 누출상태 여부를 감안하여 PCSV의 폐고착 진단을 시행함으로써 오진단이 방지되어 보다 정확한 PCSV 폐고착 진단이 이루어질 수 있게 된다.

Description

퍼지콘트롤솔레노이드밸브 폐고착 진단방법{Purge control solenoid valve sticking diagnosis method}

도 1은 퍼지콘트롤시스템의 구성도,

도 2는 종래 퍼지콘트롤솔레노이드밸브 폐고착 진단방법의 순서도,

도 3은 본 발명에 따른 퍼지콘트롤솔레노이드밸브 폐고착 진단방법의 순서도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 연료탱크 2 : 캐니스터

3 : 퍼지콘트롤솔레노이드밸브 4 : 캐니스터클로즈밸브

5 : 압력센서 7 : 산소센서

8 : 연료량센서 9 : 외기온센서

본 발명은 퍼지콘트롤솔레노이드밸브 폐고착 진단방법에 관한 것으로, 특히 연료캡 열림에 의한 오진단을 방지할 수 있도록 된 퍼지콘트롤솔레노이드밸브의 폐 고착 진단방법에 관한 것이다.

자동차의 배출가스 규제 강화에 따라 연료탱크의 증발가스 배출을 막기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 연료탱크(1)에 캐니스터(2)를 연결하여 포집된 증발가스를 흡기계로 공급 연소시키고 있으며, 이의 제어를 위하여 증발가스 공급관로에 퍼지콘트롤솔레노이드밸브(3 ; Purge control solenoid valve, 이하 PCSV로 칭함)를 설치하고 있다.

한편, 상기 PCSV(3)의 고장 상태는 배선의 단선과 단락, 밸브의 개고착 및 폐고착으로 구분되며, 본 발명은 밸브의 폐고착 진단방법에 관한 것이다.

종래의 PCSV(3) 폐고착 진단은 도 2에 도시된 바와 같이 이루어졌다.

즉, PCSV(3)와 캐니스터클로즈밸브(4; Canister close valve, 이하 CCV로 칭함)를 모두 닫은 상태에서 PCSV(3)만을 개방하고, 압력센서(5)로 연료탱크압력을 측정하여 연료탱크압력이 변화하지 않으면 폐고착으로 판단하는 것이다. 물론, 이와 같은 판단은 압력센서(5)로부터 측정 정보를 전달받는 ECU(6)에서 이루어진다.

그러나, 상기 종래 기술에 있어서는 연료캡이 열려 있는 경우에도 PCSV(3)를 통해 증발가스가 빠져나가는 만큼 연료탱크(1)로 외부공기가 들어오기 때문에 연료탱크(1)내 압력변화가 발생하지 않게 되며, 따라서 PCSV(3)가 폐고착이 아님에도 불구하고 폐고착으로 오판될 수 있다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 연료캡의 누출상태 여부를 감안하여 PCSV의 폐고착 진단을 시행함으로써 오진단을 방지할 수 있도록 된 퍼지콘트롤솔레노이드밸브 폐고착 진단방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, PCSV(Purge control solenoid valve)와 CCV(Canister close valve)를 모두 닫은 상태에서 상기 PCSV만을 개방시키고 연료탱크압력을 측정하여 연료탱크압력이 변화하면 상기 PCSV가 정상 작동한 것으로 판단하고, 변화하지 않으면 다음 단계를 수행하는 단순 연료탱크 압력변화에 의한 초기 판단단계와; 상기 단순 연료탱크 압력변화에 의한 초기 판단단계에서 연료탱크압력이 변화하지 않았을 경우, 상기 PCSV를 닫고, 외기온과 연료량을 측정하여 먼저 연료의 증발량을 산출하고 이어 산출된 증발량과 측정된 연료량에 의해 예상 연료탱크압력을 산출하며, 상기 산출된 연료탱크압력과 실제 측정된 연료탱크압력을 비교하여 그 차가 소정의 설정값 이상이면 연료캡이 정상적으로 닫힌 것으로 판단하고, 이하이면 다음 단계를 수행하는 증발량을 고려한 연료탱크 압력변화에 의한 중간 판단단계 및; 상기 증발량을 고려한 연료탱크 압력변화에 의한 판단단계에서 산출 연료탱크압력과 측정 연료탱크압력의 차가 상기 설정값 이하일 경우, 상기 PCSV의 개방 신호를 주기 전/후의 산소센서 희박출력 시간을 각각 측정하여 그 차가 소정의 설정값 이상이면 연료캡 열림으로 판단하고, 이하이면 상기 PCSV가 폐고착된 것으로 판단하는 산소센서 출력변화에 의한 최종 판단단계;를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 순서도로서, 폐고착 진단의 첫 단계는 종래와 동일한 방법으로 시행된다.

즉, PCSV(3)와 CCV(4)를 모두 닫은 상태에서 PCSV(3)만을 개방시키고 연료탱크압력을 측정한다.

연료탱크압력이 변화하면 연료탱크(1)내 증발가스가 PCSV(3)를 통해 흡기계로 유입된 것이므로 PCSV(3)가 정상 작동한 것으로 판단한다.

반면, 연료탱크압력이 변화하지 않으면 PCSV(3) 폐고착과 연료캡 열림의 두 가지 가능성이 모두 있는 것이므로 판단을 유보하고 다음 단계를 진행한다.

한편, 상기 단계에서 측정된 연료탱크압력을 설정값(-0.01hPa)과 비교하는 방법을 사용할 수 있다. 즉, 측정된 연료탱크압력이 -0.01hPa 보다 작으면 정상으로 판단하는 것이다. 이는 연료캡이 열려있을 때 연료탱크압력이 대기압과 비슷해지는 것을 이용한 것으로 연료캡이 닫혀 있고 PCSV(3)가 정상적으로 작동(개방)되는 상태에서는 연료탱크(1)에 엔진 부압이 걸려 증발가스가 빠져나가므로 연료탱크압력이 적어도 상기 설정값 보다는 작을 것이기 때문이다.

따라서, PCSV(3)의 폐고착 가능성은 측정된 연료탱크압력이 상기 설정값보다 큰 경우에 존재하게 되며, 이 경우 상기와 동일하게 다음 단계를 진행한다.

한편, PCSV(3)가 열렸을 때와 닫혔을 때의 가장 큰 차이점은 캐니스터(2)에 있는 혼합가스가 흡기계로 공급되는가의 여부이다. 즉, 혼합가스가 연소실로 들어가면 흡입공기량과 연료량과의 성분비가 변화하므로 산소센서(7)의 출력치가 변하 게 된다.

따라서, PCSV(3)의 폐고착이 의심될 경우, 산소센서(7)의 출력변화를 감지하여 출력이 변하면 연료캡 열림으로 판단하고, 변하지 않으면 PCSV(3) 폐고착으로 판단하는 것을 고려할 수 있다.

그런데, 상기 산소센서(7)의 출력값은 캐니스터(2)에 저장된 혼합가스의 연료와 공기의 비가 농후한지 희박한지에 따라서 차이가 발생한다. 캐니스터(2)내의 혼합가스가 농후할 경우 산소센서의 출력은 농후(rich)로 출력되고 희박할 경우에는 희박(lean)으로 출력되게 된다.

따라서, 연료의 증발량을 고려하여 증발량이 많을 경우와 증발량이 적을 경우를 나누어 진단과정을 진행해야 한다.

한편, 연료탱크압력은 외기온에 따른 연료의 증발량과 연료량의 함수이다. 따라서, 상기 증발량의 대소와 연료탱크의 압력 변화 관계에서 연료캡이 닫힌(정상상태) 경우 또는 연료캡이 열리거나 PCSV(3) 폐고착 가능성이 있는 경우를 구분할 수 있다.

이를 위해 상기 압력센서(5)와 연료량센서(8)와 외기온센서(9)를 통해 연료탱크압력과 연료량 및 외기온을 측정하여, 측정된 외기온에 의해 증발량을 산출하고(증발량은 외기온의 함수이다.), 산출된 증발량과 측정된 연료량에 의해 연료탱크압력을 산출(이론적 상승 예상값)한다.

이어, 산출된 연료탱크압력과 상기 측정된 연료탱크압력(실제값)을 비교하여 그 차가 소정의 설정값(차종에 따른 연료탱크의 용량에 따라 적절한 값으로 설정한 다.) 이상이면 즉, 압력이 소정치 이상 상승하면 증발량이 일정량 이상 되는 경우로서 압력이 소정치 이상 상승하였다는 것은 시스템에 리크(leak)가 발생되지 않는다는 것이므로 이 경우 연료캡이 정상적으로 닫힌 것으로 판단한다.

그러나, 산출된 연료탱크압력과 측정된 연료탱크압력의 차가 설정값 이하일 경우, 압력변화가 없는 이유가 연료캡이 열려 있어서인지 증발량 및 연료량이 적어서인지 판단하기 곤란하기 때문에 PCSV(3) 개방 신호를 주고, 산소센서(7)의 출력 변동을 검출하여 최종적으로 연료캡 열림 또는 PCSV(3) 폐고착을 판단하게 된다.

즉, PCSV(3) 개방 신호를 준 후, 산소센서(7)의 출력치를 보고 일정 시간 후 출력치가 희박하게 되면 PCSV(3)를 통해 공기가 유입된 것이라 판단할 수 있으므로 이는 연료캡 열림상태이며, 출력치의 변동이 없다면 PCSV(3)를 통해 공기가 유입되지 않은 것으로 판단할 수 있으므로 이는 PCSV(3) 폐고착 상태로 판단할 수 있다.

상기 단계에서 PCSV(3) 개방 신호를 주었을 때 PCSV(3)가 폐고착되어 있는 경우라면 산소센서(7)의 출력 변화는 없고, 폐고착되어 있지 않은 경우에는 PCSV(3)를 통해 캐니스터(2)에 있는 혼합공기(공기+HC)가 유입되어 산소센서(7)의 출력이 변하게 된다.

그런데, 이 단계는 연료 증발량이 적은 경우이므로 PCSV(3)를 통해 유입되는 혼합공기의 농도는 희박하고, 결국 산소센서(7)의 출력값도 희박상태를 나타내게 된다.

따라서, 상기와 같이 PCSV(3) 개방 신호를 주기 전에 산소센서(7)의 희박 출력 시간(T1)을 측정하고, 이어 PCSV(3) 개방신호를 준 후의 산소센서(7)의 희박 출 력 시간(T2)를 측정(PCSV(3)가 작동하여 희박한 연료 증발가스가 유입되면 즉, 공기 공급이 추가되면 산소센서의 희박출력시간(T2)이 증가한다.)하여, 소정 설정값(차종에 따른 연료탱크의 용량과 배기량 등 엔진 특성에 따라 적절한 값으로 설정한다.) 이상의 차이가 생기면 정상적으로 PCSV(3)가 작동되어 공기가 유입된 것이므로 연료캡 열림 상태로 판단하고, 차이가 발생하지 않으면 PCSV(3) 폐고착 상태로 판정할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 연료캡의 열림상태(연료캡 불량이거나 연료 주입 후 제대로 닫지 않은 상태여서 연료탱크 내부로 외기가 유입되는 상태)로 인한 오판없이 PCSV의 폐고착 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. PCSV(Purge control solenoid valve)와 CCV(Canister close valve)를 모두 닫은 상태에서 상기 PCSV만을 개방시키고 연료탱크압력을 측정하여 연료탱크압력이 변화하면 상기 PCSV가 정상 작동한 것으로 판단하고, 변화하지 않으면 다음 단계를 수행하는 단순 연료탱크 압력변화에 의한 초기 판단단계와;

   상기 단순 연료탱크 압력변화에 의한 초기 판단단계에서 연료탱크압력이 변화하지 않았을 경우, 상기 PCSV를 닫고, 외기온과 연료량을 측정하여 먼저 연료의 증발량을 산출하고 이어 산출된 증발량과 측정된 연료량에 의해 예상 연료탱크압력을 산출하며, 상기 산출된 연료탱크압력과 실제 측정된 연료탱크압력을 비교하여 그 차가 소정의 설정값 이상이면 연료캡이 정상적으로 닫힌 것으로 판단하고, 이하이면 다음 단계를 수행하는 증발량을 고려한 연료탱크 압력변화에 의한 중간 판단단계 및;

   상기 증발량을 고려한 연료탱크 압력변화에 의한 판단단계에서 산출 연료탱크압력과 측정 연료탱크압력의 차가 상기 설정값 이하일 경우, 상기 PCSV의 개방 신호를 주기 전/후의 산소센서 희박출력 시간을 각각 측정하여 그 차가 소정의 설정값 이상이면 연료캡 열림으로 판단하고, 이하이면 상기 PCSV가 폐고착된 것으로 판단하는 산소센서 출력변화에 의한 최종 판단단계;

   를 포함하여 이루어지는 퍼지콘트롤솔레노이드밸브 폐고착 진단방법.

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