KR101240936B1

KR101240936B1 - 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법

Info

Publication number: KR101240936B1
Application number: KR1020060110297A
Authority: KR
Inventors: 김의식
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2013-03-08
Also published as: KR20080042214A

Abstract

본 발명은 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료계 장치 중 연료차단밸브의 누기로 인하여 연료가 넘쳐서 캐니스터나 연결라인상에 고이는 문제를 진단할 수 있도록 한 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 연료넘침 진단진입조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 연료넘침 진단진입조건을 만족하는 경우에 증발가스제어장치가 정상인지 여부를 판단하는 단계와; 상기 증발가스제어장치가 정상인 경우에 고장판정조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 고장판정조건을 만족하는 경우에 캐니스터 농도가 농도 임계값보다 큰지를 판단하는 단계와; 상기 캐니스터 농도가 농도 임계값보다 큰 경우에 연료량 학습치가 리치(rich) 판정임계값보다 큰지를 판단하는 단계; 상기 연료량 학습치가 리치 판정임계값보다 큰 경우에 고장판정 카운터(counter)가 증가하고, 고장판정 카운터가 고장판정 임계값보다 큰지를 판단하는 단계와; 상기 고장판정 카운터가 고장판정 임계값보다 큰 경우에 연료탱크와 캐니스터 사이에 연료가 고인 것으로 판단하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법을 제공한다.

PCSV, 탱크압력센서, 캐니스터 클로즈 밸브, 연료탱크, 캐니스터

Description

자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법{Disorder diagnosis method for fuel system of vehicle because of fuel's overflowing}

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법을 나타내는 흐름도이고,

도 2는 본 발명에 따른 연료탱크의 증발가스 리크진단방법을 나타내는 흐름도이고,

도 3은 종래기술에 따른 연료탱크의 증발가스 리크진단방법을 나타내는 흐름도이고,

도 4는 종래의 연료시스템의 연료넘침을 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 엔진제어부 11 : PCSV

12 : 탱크압력센서 13 : 캐니스터 클로즈 밸브

14 : 연료탱크 15 : 캐니스터

16 : 산소센서 17 : 벤트밸브

18 : 롤 오버 밸브

일반적으로 연료계 진단 시스템은 센서, 액추에이터 및 밸브 고장 등에 관한 고장진단(퍼지밸브, 벤트밸브)과, 연료시스템의 리크진단으로 구성된다.

상기 센서, 액추에이터 및 밸브는 단선 및 단락 판정, 고착여부 판정으로 구성된다.

상기 연료시스템의 리크(leak) 진단은, 도 4에 도시된 바와 같은 연료탱크 시스템을 폐회로로 구성하여 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(Purge Control Solenoid Valve; 이하, PCSV라 함)(11)의 작동에 따른 엔진의 부압 일정량(-15hPa)을 연료탱크(14) 시스템에 인가시킨다.

그 다음, 상기 PCSV(11)를 닫아 폐회로로 구성된 연료탱크 시스템의 부압 감소량을 연료탱크 압력센서(Fuel Tank Pressure Sensor; 이하, FTPS라 함)(12)를 이용하여 리크 유무를 검출하게 되어있다.

그리고 캐니스터 클로즈 밸브(Canister Close Valve; 이하, CCV라 함)(13)는 연료탱크(14)의 리크 진단시 클로즈(close)되어 연료탱크 시스템을 폐회로로 만들 어 주는 장치이며, 리크 진단 이외의 차량 운행시는 정상적으로 오픈(Normal Open)된 상태를 유지한다.

또한 차량의 정상 운행시는 연료탱크(14)에서 나오는 증발가스(HC 성분)를 흡착하기 위한 캐니스터 퍼지(Canister의 Purge)를 위해 PCSV(11)를 엔진운전 조건에 따라 작동시키며, 상기 CCV(13)가 오작동 또는 기계적 결함으로 인해 클로즈 스턱(closed stuck)이 되었을 때는 PCSV(11)의 작동으로 연료탱크(14) 내부에 과도한 부압이 작용하여 연료탱크(14) 변형 등의 문제가 발생할 수 있다.

그리고 CCV(13)의 오작동 및 기계적 결함을 방지하고자, 차량의 운행 중 FTPS(12)의 출력을 측정하여 연료탱크(14)의 내압이 일정 이하(-32hPa)이면, 상기 CCV(13)가 클로즈 스턱이 되었다고 감지하여 엔진 경고등을 점등하고, 상기 PCSV(11)의 작동을 금지시킨다.

또한 연료탱크(14) 내의 압력은 통상 ±5hPa이며, 캐니스터(15)에 흡착된 HC의 퍼지를 위한 PCSV(11) 작동시 및 연료탱크(14)의 리크 진단시는 최소 -15hPa 이내이다.

도 3은 연료시스템의 진단방법을 나타내는 흐름도로서, 퍼지 리크(PURGE LEAK) 상태를 판단하고, 퍼지 리크가 발생하면, 블록 벤트(BLOCK VENT)인지를 판단하여 블록 벤트인 것으로 판단된 경우에는 블록 벤트(P0441)상태임을 표시한다.

계속해서, 상기 퍼지 리크상태가 아닌 것으로 판단된 경우에는 라지 리크(LARGE LEAK), 스몰 리크(SMALL LEAK) 및 베리 스몰 리크(VERY SMALL LEAK)를 순서대로 따로 판단하여 셋중에 어느 하나인 경우에는 그 상태를 표시하게 된다.

마지막으로 상기 라지 리크, 스몰 리크 및 베리 스몰 리크가 아닌 경우에는 블록벤트인지를 판단하여 그 결과를 표시하게 된다.

그러나, 상기 CCV의 누기로 인하여 CCV와 캐니스터를 연결하는 연결라인에 연료가 넘쳐서 고이거나 연료가 캐니스터에 유입된 경우에는 연료탱크의 리크진단이 불가능하게 되는 문제점이 있다.

만약 연료가 연결라인이나 캐니스터에 꽉 찬 상태가 되면, 종래의 리크 진단방법에 의해 CCV가 클로즈 스턱인 것으로 판단하고, 연료가 약간 찬 경우에는 아무런 진단도 하지 않게 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 증발가스의 농도, 퍼지 듀티, 탱크압력, 연료량 학습치 및 CCV의 상태를 이용하여 연료탱크와 캐니스터 사이의 연료고임현상을 조기에 감지함으로써, 상기 연료고임현상으로 인해 발생된 시동꺼짐 및 엔진 불안정 현상에 대한 고장수리를 신속 정확하게 처리할 수 있고, 캐니스터의 연료 넘침에 의한 완전 고장을 예방할 수 있도록 한 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법에 있어서,

연료넘침 진단진입조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 연료넘침 진단진입조건을 만족하는 경우에 증발가스제어장치가 정상인지 여부를 판단하는 단계와; 상기 증발가스제어장치가 정상인 경우에 고장판정조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 고장판정조건을 만족하는 경우에 캐니스터 농도가 농도 임계값보다 큰지를 판단하는 단계와; 상기 캐니스터 농도가 농도 임계값보다 큰 경우에 연료량 학습치가 리치(rich) 판정임계값보다 큰지를 판단하는 단계; 상기 연료량 학습치가 리치 판정임계값보다 큰 경우에 고장판정 카운터(counter)가 증가하고, 고장판정 카운터가 고장판정 임계값보다 큰지를 판단하는 단계와; 상기 고장판정 카운터가 고장판정 임계값보다 큰 경우에 연료탱크와 캐니스터 사이에 연료가 고인 것으로 판단하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 연료넘침 진단진입조건은 엔진회전수가 rpm 임계값보다 크고, 냉각수 온도가 온도 임계값보다 크며, 산소센서가 정상인 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 증발가스 제어장치 정상판정조건은 탱크압력센서, 캐니스터 클로즈 밸브 및 퍼지밸브가 모두 정상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고장판정조건은 퍼지 듀티가 듀티 임계값보다 크고, 탱크압력이 최저압력임계값이상 최대압력임계값 이하 이고, 캐니스터 클로즈 밸브가 개방된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연료넘침 고장진단은 증발가스의 리크 모니터링 이후에 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법을 나타내는 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연료탱크의 증발가스 리크진단방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 연료차단밸브의 누기로 인하여 연료가 넘쳐서 캐니스터나 연결라인 상에 고이는 문제를 진단할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

본 발명에 따른 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법은 연료계의 주요장치가 정상 작동하고 있을 때 진단조건에 진입할 수 있게 된다.

종래의 연료시스템과 같이 연료차단밸브와 캐니스터를 연결하는 연결라인에 연료가 고여 있는 경우에 현재의 진단방법으로는 진단할 수 있는 방법이 없으며, 결국 연료시스템 전체를 차량에서 탈거하여 부품과 연결부위를 검사해야 한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제가 발생할 경우에 증발가스의 농도, 퍼지 듀티, 탱크압력, 연료량 학습치 및 CCV의 상태를 이용하여 연료넘침 현상을 판단하는 로직이다.

즉, 연료가 연료차단밸브와 캐니스터를 연결하는 연결라인에 고여 있는 상태에서는 연료탱크의 압력변화가 일정 범위 이내로 정상이고, 퍼지 가스의 농도가 매우 높게 된다.

엔진 제어부에 의하여 학습되는 연료량 학습치도 일정값 이상으로 리치(RICH)한 상태로 변하게 된다.

이러한 상태가 일정시간 이상 지속될 경우에 "연료 고임 상태"라고 판단한 다. 상기 연료고임 판정은 증발가스 리크 모니터링 이후에 실시한다.

본 발명에 따른 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법을 설명하면 다음과 같다.

1) 연료넘침 고장진단 진입조건을 만족하는지 여부를 판단한다.

상기 고장진단 진입조건은 엔진회전수가 기준 rpm보다 크고, 냉각수 온도가 기준 온도보다 클 경우, 그리고 산소 센서가 정상인가를 판단함으로써 이루어진다.

2) 상기 고장진단 진입조건을 만족하는 경우에 증발가스 제어장치가 정상인가를 판단한다.

상기 증발가스 제어장치의 정상여부를 판단하는 조건은 먼저 탱크 압력센서가 정상인지, CCV가 정상인지 및 퍼지밸브가 정상인지를 판단함으로써 이루어진다.

3) 상기 단계에서 상기 증발가스 제어장치가 정상인 것으로 판단된 경우에 퍼지 듀티가 미리 설정된 듀티 임계값보다 크고, 연료탱크압력이 일정범위 임계최저값과 임계최대값 사이에 있으며, CCV가 개방되어 있는 지를 판단한다.

4) 상기 조건을 모두 만족하는 경우에 캐니스터 농도가 농도 임계값보다 큰 지를 판단한다.

5) 상기 단계에서 캐니스터 농도가 농도 임계값보다 큰 경우에 연료량 학습치가 리치 판정 임계값보다 큰지를 판단한다.

6) 상기 3), 4), 5) 단계에서 판단조건을 모두 만족하는 경우에 고장 판정 카운터(counter)가 증가하게 된다. 예를 들어 캐니스터 농도가 농도 임계값보다 큰 경우에 카운터값이 +1 증가하게 된다.

7) 상기 고장판정 카운터가 고장판정 임계값보다 큰 경우에 연료탱크와 캐니스터 사이에 연료가 고였음을 판단하게 된다.

이와 같은 방법에 의해 연료넘침 고장진단방법은 증발가스 리크 모니터링 이후에 실시된다.

상기 증발가스 리크진단방법은 퍼지 리크가 존재하는 지를 먼저 판단하고, 퍼지리크가 존재하는 경우에는 바로 블록 벤트인지를 판단한다.

그리고, 상기 퍼지 리크가 발생하지 않은 경우에 라지 리크, 스몰 리크, 베리 스몰 리크를 순서대로 판단하고, 상기 라지 리크, 스몰 리크, 베리 스몰 리크가 발생하지 않은 경우에 블록 벤트인지를 판단한 후, 마지막으로 연료가 넘치는지를 판단한다.

이와 같은 연료넘침 고장진단방법은 연료탱크와 캐니스터 사이의 연료고임현상으로 인해 발생된 시동꺼짐 및 엔진 불안정 현상을 조기에 감지함으로써, 고장수리를 신속 정확하게 처리할 수 있고, 캐니스터의 연료 넘침에 의한 완전 고장을 예방할 수 있다.

미설명 도면부호 P0441은 퍼지밸브 리크, P0442는 스몰 리크, P0455는 라지 리크, P0456는 베리 스몰 리크, P2422는 블록 벤트이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법에 의하면, 연료탱크와 캐니스터 사이의 연료고임현상으로 인해 발생된 시동꺼짐 및 엔진 불안정 현상을 조기에 감지함으로써, 고장수리를 신속 정확하게 처리할 수 있고, 캐니스터의 연료 넘침에 의한 완전 고장을 예방할 수 있다.

Claims

자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법에 있어서,

연료넘침 진단진입조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계와;

상기 연료넘침 진단진입조건을 만족하는 경우에 증발가스제어장치가 정상인지 여부를 판단하는 단계와;

상기 증발가스제어장치가 정상인 경우에 고장판정조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계와;

상기 고장판정조건을 만족하는 경우에 캐니스터 농도가 농도 임계값보다 큰지를 판단하는 단계와;

상기 캐니스터 농도가 농도 임계값보다 큰 경우에 연료량 학습치가 리치(rich) 판정임계값보다 큰지를 판단하는 단계;

상기 연료량 학습치가 리치 판정임계값보다 큰 경우에 고장판정 카운터(counter)가 증가하고, 고장판정 카운터가 고장판정 임계값보다 큰지를 판단하는 단계와;

상기 고장판정 카운터가 고장판정 임계값보다 큰 경우에 연료탱크와 캐니스터 사이에 연료가 고인 것으로 판단하는 단계;

를 포함하여 이루어지고,

상기 연료넘침 진단진입조건은 엔진회전수가 rpm 임계값보다 크고, 냉각수 온도가 온도 임계값보다 크며, 산소센서가 정상인 것을 특징으로 하는 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 증발가스 제어장치 정상판정조건은 탱크압력센서, 캐니스터 클로즈 밸브 및 퍼지밸브가 모두 정상인 것을 특징으로 하는 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법.
청구항 1에 있어서,

상기 고장판정조건은 퍼지 듀티가 듀티 임계값보다 크고, 탱크압력이 최저압력임계값이상 최대압력임계값 이하 이고, 캐니스터 클로즈 밸브가 개방된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료시스템의 연료넘침 고장진단방법.
청구항 1에 있어서,

상기 연료넘침 고장진단은 증발가스의 리크 모니터링 이후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료넘침 고장진단방법.