KR102212447B1 - 차량의 배기가스 유속 제어 장치와 그 제어 방법 및 진단 방법 - Google Patents

차량의 배기가스 유속 제어 장치와 그 제어 방법 및 진단 방법 Download PDF

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이창기
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유속 제어 장치는, 일측을 통해 상기 차량의 연소실로부터 분사되는 배기가스가 유입되는 배기관 및 상기 배기관의 타측과 연통되는 슬릿을 포함하는 하우징 및 상기 슬릿의 하부에 연결되고 상기 슬릿 내로 공기를 분사하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 배기가스 유속 제어 장치와 그 제어 방법 및 진단 방법{Vehicle Exhaust Gas Flow Rate Control Device, its Control Method and its check method}
본 발명은 차량의 배기가스 유속 제어 장치와 그 제어 방법 및 진단 방법에 관한 것으로, 상세하게는 배기가스 유속을 제어하고 차량의 연비와 출력을 향상시킬 수 있는 차량의 배기가스 유속 제어 장치와 그 제어 방법 및 진단 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 엔진은 연료와 공기를 적절히 혼합하여서 엔진의 실린더로 유입시키고, 유입된 혼합공기를 점화시켜서 동력을 얻는 것으로 가솔린이나 디젤등을 주 연료로 사용하고 있다.
공지된 바와 같이 자동차 엔진은 분사되는 연료가 가솔린이든 디젤이든 연료가 원활히 연소될 수 있도록 공기여과기에서 흡입된 공기를 필터로 정화한 후, 분사되는 연료와 자연혼합하여서 기화기나 분사기로 분사하여서 자동차가 움직일 수 있는 동력을 얻도록 하고 있다.
그러나 자동차 엔진의 출력은 엔진의 회전수와 배기량 및 실린더속의 혼합기체 압력에 비례하는 것이므로 배기량과 엔진의 회전수가 정해진 상태에서 출력을 향상시키기 위해서는 혼합기체의 압력을 높여야 하고, 혼합기체의 압력을 높이기 위해서 공기 흡입도를 증가시켜야 하며, 연소효율을 높이기 위해서는 배기가스의 배출을 신속히 유도하여야 한다.
이와 같이 배기가스 유속을 목적으로 하는 종래기술들이 다양하게 제안되고 있지만 내부 벽면에서 배기가스 흐름이 휘어지거나 공기가 주입됨에 따라 배기압이 상승되어 배기가스 배출에 악영향을 주는 문제점이 발생할 수 있다.
등록실용신안공보 제 20-0439448호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 배기가스의 표면 마찰을 줄이고 배기압 상승을 최소화할 수 있는 차량의 배기가스 유속 제어 장치와 그 제어 방법 및 진단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유속 제어 장치는, 일측을 통해 상기 차량의 연소실로부터 분사되는 배기가스가 유입되는 배기관 및 상기 배기관의 타측과 연통되는 슬릿을 포함하는 하우징 및 상기 슬릿의 하부에 연결되고 상기 슬릿 내로 공기를 분사하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 슬릿은, 일측에 상기 배기관과 연결되는 연결부를 포함하는 외경부 및 상기 외경부의 내측에 형성되는 내경부를 포함하고, 상기 외경부와 상기 내경부는 상기 모터로부터 분사되는 공기의 유동 경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유동 경로를 통과한 공기는 상기 배기관 타측 끝단과 상기 내경부 사이의 틈을 통해 배출되어 상기 배기가스와 혼합되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 차량의 엔진 저부하 영역에서 상기 모터의 출력은 최소화되고, 상기 차량의 엔진 고부하 영역에서 상기 모터의 출력은 최대화되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유속 제어 장치의 후방에는 상기 차량의 연료희박 여부를 측정하는 센서가 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 모터와 상기 슬릿 사이에는 상기 분사된 공기의 역류를 방지하는 역류방지밸브가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 차량의 배기가스 유속 제어 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 차량의 엔진 회전수 및 MAPS(Manifold Absolute Pressure Sensor) 값을 측정하는 단계와, 상기 측정된 차량의 엔진 회전수 및 MAPS 값에 따라 엔진의 부하 조건을 판단하는 단계 및 상기 엔진의 부하 조건 판단 후 상기 배기가스의 유속을 제어하는 단계를 포함하는 유속 제어 장치의 제어 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 배기가스의 유속을 제어하는 단계는 상기 유속 제어 장치의 모터 출력을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 측정된 차량의 엔진 회전수 및 MAPS 값이 기준값 미만인 경우 상기 배기가스의 유속 감소 제어 신호를 송출하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 배기가스의 유속 감소 제어 신호 송출시, 상기 유속 제어 장치의 모터 출력은 최소화되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 측정된 차량의 엔진 회전수 및 MAPS 값이 기준값 이상인 경우 상기 배기가스의 유속 상승 제어 신호를 송출하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 배기가스의 유속 상승 제어 신호 송출시, 상기 유속 제어 장치의 모터 출력은 최대화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 차량의 배기가스 유속 제어 장치의 진단 방법에 있어서, 상기 차량의 엔진을 컷오프시키는 단계와, 상기 유속 제어 장치를 활성화시키는 단계와, 상기 차량 엔진의 컷오프에 따른 상기 차량의 산소 센서의 반응 지연 시간과 상기 차량 센서가 연료희박 신호를 송출하는 응답시간을 연산하는 단계와, 상기 연산된 반응 지연 시간과 상기 응답시간이 기준 설정시간을 초과하였는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 기준 설정시간 초과 여부에 따라 상기 유속 제어장치의 정상 작동 여부를 판단하는 단계를 포함하는 유속 제어 장치의 진단 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 유속 제어장치가 정상 작동이 아니라고 판정시, 상기 차량의 경고등을 온(On)시키고 상기 유속 제어 장치를 비활성화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 응답시간은 일정 횟수 이상의 시상수 연산을 통해 판단되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유속 제어 장치가 정상 작동되는 것으로 판단된 경우, 상기 유속 제어 장치의 작동을 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 코안다 효과를 극대화할 수 있는 유속 제어 장치의 구조에 의해 배기가스의 표면 마찰을 줄이고 배기압 상승을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 엔진의 부하 조건에 따라 적절하게 배기가스 유속을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 엔진의 컷오프 시 산소 센서를 이용하여 유속 제어 장치의 정상 작동 여부를 효율적으로 진단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치의 제어 방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치의 진단을 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 차량 엔진의 컷오프시 컷오프 지연 시간과 차량의 센서가 연료희박 신호를 송출하는 응답시간을 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치의 진단 방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치(100)를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치(100)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유속 제어 장치(100)에 대해 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면 유속 제어 장치(100)는, 일측을 통해 차량(미도시)의 연소실로부터 분사되는 배기가스가 유입되는 배기관(20) 및 배기관(20)의 타측과 연통되는 슬릿(50)을 포함하는 하우징(10) 및 슬릿(50)의 하부에 연결되고 슬릿(50) 내로 공기를 분사하는 모터(30)를 포함할 수 있다. 이 때, 모터(30)는 내부에 팬(fan)을 포함할 수 있다.
또한, 슬릿(50)은 일측에 배기관(20)과 연결되는 연결부(51)를 포함하는 외경부(52) 및 외경부(52)의 내측에 형성되는 내경부(53)를 포함할 수 있다.
이 때, 내경부(53)의 내측 공간은 배기관(20)을 통해 유입된 배기가스의 배출 통로를 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 슬릿(50)의 하부에는 압축된 공기를 분사하는 모터(30)가 연결될 수 있으며, 모터(30)로부터 분사된 공기는 외경부(52)와 내경부(53) 사이에 원형으로 형성되는 유동 경로를 따라 유동될 수 있다.
유동 경로를 통해 유동되는 공기는 도 2에 도시된 바와 같이 완만하게 형성되는 연결부(51)를 따라 내경부(53) 내측 방향으로 향할 수 있고, 전술한 공기는 배기관(20) 타측 끝단과 내경부(53) 사이의 틈을 통해서 배출되어 배기관(20) 일측을 통해 유입되는 배기가스와 혼합될 수 있다.
이 때, 유동 경로를 통해 유입된 공기는 배기가스와 혼합되어 혼합기체가 될 수 있고, 상기 혼합기체는 배기가스가 유입된 배기관(20)과 대향되는 하우징(10) 반대측을 통해 배출될 수 있다.
한편, 전술한 유동 경로는 슬릿(50)의 외경부(52)와 내경부(53) 사이에 원형으로 형성될 수 있고, 모터(30)를 통해 압축되어 분사된 공기는 슬릿(50)의 내부 표면(외경부(52)와 내경부(53) 사이)을 따라 유동되어 배기가스와 혼합될 수 있다.
이에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 배기관(20)을 통해 내경부(53) 사이로 유입된 배기가스의 상측 표면 및 하측 표면과 전술한 유동 경로를 통과한 압축된 공기가 만날 수 있다.
이 때, 도 2에 도시된 바와 같이 배기가스의 상측 표면 및 하측 표면이 전술한 유동 경로를 통과한 압축된 공기와 만나게 되므로, 배기가스의 상측 표면 및 하측 표면이 내경부(53)와 직접적으로 마찰되지 않아 배기가스 흐름이 휘어지는 것이 최소화될 수 있다.
따라서, 코안다 효과(Coanda effect)에 의해 하우징(10) 내벽(내경부(53) 사이)과 배기가스 상측 표면 및 하측 표면과의 마찰이 최소화 될 수 있고, 이에 따라 공기와 혼합된 배기가스와 하우징(10) 내벽과의 마찰이 최소화되므로 혼합기체의 유속이 증가될 수 있다.
또한, 모터(30)를 통해 압축된 공기가 유동경로를 거쳐 배기관(20)을 통해 유입된 배기가스와 혼합되므로 공기 흡입도가 증가되어 혼합기체의 압력이 높아질 수 있고, 공기와 혼합된 배기가스와 하우징(10) 내벽과의 마찰 감소로 인해 배기관(20) 일측의 배기가스 압력 상승을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
한편, 모터(30)와 슬릿(50) 사이에는 모터(30)로부터 분사된 공기의 역류를 방지하는 역류방지밸브(40)가 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치(100)의 제어 방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유속 제어 장치(100)는 엔진의 회전수 및 공기량에 따라 배기가스의 유속을 제어할 수 있다.
먼저, 현재 차량의 엔진 회전수 및 MAPS(Manifold Absolute Pressure Sensor) 값을 측정할 수 있다(S1 단계).
여기서 MAPS(Manifold Absolute Pressure Sensor/맵센서)는 반도체식 압력센서의 일종일 수 있다. 또한 MAPS는, 엔진 제어 시스템이 MAPS에 기준전압을 공급하고 엔진의 내부압력에 따라 변화된 전압이 ECM으로 전달되어 공기량을 계산하는 기초 신호로 사용되는 구성일 수 있다.
따라서 MAPS 값 측정을 통해 현재 엔진에서 사용되는 공기량을 판단할 수 있다.
이후, 측정된 차량의 엔진 회전수 및 MAPS 값에 따라 엔진의 부하 조건을 판단할 수 있다. 이 때, 엔진의 부하 조건을 판단하는 것에 앞서 측정된 차량의 엔진 회전수 및 MAPS 값이 기준값 이상인지 여부를 판단하는 과정(S2 단계)이 선행될 수 있다.
엔진의 부하 조건 판단 후 배기관(20)을 통해 유입되는 배기가스의 유속을 제어할 수 있다. 이 때, 배기가스 유속 제어시 유속 제어 장치(100)의 모터(30) 출력을 조절할 수 있다.
상세하게는, 측정된 차량의 엔진 회전수 및 MAPS 값이 기준값 미만인 경우 엔진은 저부하 영역에 있다고 판단할 수 있으며(S6 단계), 차량의 제어부(미도시)는 배기가스 유속 감소 제어 신호를 송출할 수 있다(S7 단계).
배기가스 유속 감소 제어 신호 송출시, 유속 제어 장치(100)의 모터(30) 출력은 최소화될 수 있고(S8 단계), 이에 따라 모터(30)를 통해 분사되는 압축 공기량이 최소화될 수 있다. 이에 따라 슬릿(50)을 통과하여 배기가스와 혼합되는 압축 공기량이 최소화되므로 하우징(10) 내벽 내로 유입되는 공기 흡입도가 감소되어 배기가스 유속 또한 최소화될 수 있다.
따라서, 엔진이 저부하 영역에 있는 경우 배기가스의 유속을 최소화함으로써 불필요한 에너지 소비를 최소화할 수 있다.
반면, 측정된 차량의 엔진 회전수 및 MAPS 값이 기준값 이상인 경우 엔진은 고부하 영역에 있다고 판단할 수 있으며(S3 단계), 차량의 제어부는 배기가스 유속 상승 제어 신호를 송출할 수 있다(S4 단계).
배기가스 유속 상승 제어 신호 송출시, 유속 제어 장치(100)의 모터(30) 출력은 최대화될 수 있고(S5 단계), 이에 따라 모터(30)를 통해 분사되는 압축 공기량이 최대화될 수 있고 하우징(10) 내벽 내로 유입되는 공기 흡입도가 증가될 수 있다.
이 때, 전술한 바와 같이 코안다 효과(Coanda effect)에 의해 하우징(10) 내벽(내경부(53) 사이)과 배기가스 상측 표면 및 하측 표면과의 마찰이 최소화 될 수 있고, 이에 따라 배기가스와 하우징(10) 내벽과의 마찰이 최소화되므로 배기가스의 유속 또한 최대화될 수 있다.
따라서, 엔진이 고부하 영역에 있는 경우 배기가스의 유속을 최대화함으로써 엔진의 출력 및 연비를 극대화할 수 있다.
이와 같이 전술한 제어 방법을 통해 엔진의 부하 조건(저부하 영역 또는 고부하 영역)에 따라 적절하게 배기가스 유속을 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치(100)의 진단을 위한 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 차량 엔진의 컷오프시 컷오프 지연 시간과 차량의 센서(3)가 연료희박 신호를 송출하는 응답시간을 예시적으로 나타낸 그래프이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치(100)의 진단 방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.
이하 도 4 내지 도 6를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 유속 제어 장치(100)의 진단 방법에 대해 설명한다.
도 4를 참조하면, 차량의 연소실(1)과 유속 제어 장치(100)와 유속 제어 장치(100) 후방에 형성되는 센서(3)가 도시된다.
이 때, 차량의 연소실(1)의 배출 부분에는 배기밸브(2)가 형성될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 배기관(20)을 통해 유입된 배기가스는 유속 제어 장치(100)를 통과하면서 유속이 증가되어 내경부(53)의 내측에 형성된 배출 통로를 통해 센서(3) 방향으로 배출될 수 있다.
또한, 센서(3)는 자동차 배기가스 내의 산소량을 측정(감지)하는 산소 센서(Oxygen sensor)의 일종일 수 있다.
상기 센서(3)는 배기가스에 포함된 산소의 농도를 검출하고 검출된 산소의 농도에 따라 공연비가 이론 공연비보다 농후 또는 희박한지에 대한 신호를 제어부(미도시)로 송출할 수 있다.
이 때, 제어부는 산소 센서(3)의 감지 신호에 따라 공연비가 이론 공연비보다 농후하다고 판단한 경우 인젝터(미도시)를 통해 연소실(1)에 분사되는 연료량을 줄일 수 있고, 공연비가 이론 공연비보다 희박하다고 판단한 경우 인젝터를 통해 연소실(1)에 분사되는 연료량을 증가시키는 피드백 제어를 통해 일정한 이론공연비를 유지하도록 할 수 있다. 따라서, 전술한 센서(3)는 차량의 연료희박 여부를 측정할 수 있다.
한편, 본 발명에 개시된 바와 같은 유속 제어 장치(100)가 없는 기존 차량에서는 연소실과 산소 센서 간 물리적인 위치와 엔진 부하 영역(엔진 운전 영역)에 따라 연료 희박여부 판단까지 걸리는 시간이 결정될 수 있다.
이에 대해, 본 발명의 실시예의 유속 제어 장치(100) 진단 방법은 먼저 주행 중 운전자의 가속의지가 사라진 경우(가속 페달 팁 아웃 등) 연소실(1) 내 연료 분사를 중지시킬 수 있다.
이 때, 도 6의 흐름도에 도시된 바와 같이 차량의 엔진은 컷오프(cut-off)될 수 있다(S10 단계).
차량의 엔진이 컷오프되면, 유속 제어 장치(100)의 진단을 위해 유속 제어 장치(100)를 활성화시킬 수 있다(S11 단계).
이 때, 제어부는 차량 엔진의 컷오프에 따른 차량 센서(3)가 엔진의 컷오프에 대해 반응하는 시간(컷 오프 지연 시간) 및 차량 센서(3)가 연료희박 신호를 송출하는 응답시간을 연산할 수 있다(S12 단계).
이 때 예시적으로 센서(3)의 반응 지연 시간과 응답시간은 도 5에 도시된 바와 같이 나타날 수 있다.
이 때, 전술한 응답시간은 일정 횟수 이상의 시상수(time constant) 연산을 통해 판단될 수 있으며 시상수는 시간에 대한 배기 가스 유속의 함수일 수 있다.
이후 연산된 반응 지연 시간과 응답시간이 기준 설정시간을 초과하였는지 여부를 판단할 수 있다(S13 단계).
만약 기준 설정시간 내에 센서(3)가 연료희박 신호를 송출하게 되면 연소실(1)로부터 분사되어 유속 제어 장치(100)를 통과할 때 유속 제어 장치(100)에 의한 배기가스의 유속 제어가 정상적으로 이루어지고 있고, 이에 따라 배기가스의 배출 속도가 정상적인 속도라고 판단할 수 있으므로 유속 제어 장치(100)가 정상 작동되는 것으로 판단할 수 있다.
이 때, 전술한 바와 같이 유속 제어 장치(100)가 정상 작동되는 것으로 판단된 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 유속 제어 장치(100)의 작동을 계속 유지시킬 수 있다(S14 단계).
반면 기준 설정시간을 초과한 경우에도 센서(3)가 연료희박 신호를 송출하지 않는 경우, 연소실(1)로부터 분사되어 유속 제어 장치(100)를 통과할 때 유속 제어 장치(100)에 의한 배기가스의 유속 제어가 비정상적으로 이루어지고 있고, 이에 따라 배기가스의 배출 속도가 정상적인 속도가 아니라고 판단할 수 있으므로 유속 제어 장치(100)가 정상 작동되지 않는 것으로 판단할 수 있다.
이 경우, 차량의 경고등을 온(On)시켜 운전자에게 이를 표시하고 유속 제어 장치(100)를 비활성화시킬 수 있다(S15 단계).
이와 같이, 엔진의 컷오프 시 산소 센서를 이용하여 유속 제어 장치의 정상 작동 여부를 효율적으로 판단할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 유속 제어 장치
1 : 연소실
2 : 배기밸브
3 : 센서
10 : 하우징
20 : 배기관
30 : 모터
40 : 역류방지밸브
50 : 슬릿
51 : 연결부
52 : 외경부
53 : 내경부

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  13. 차량의 배기가스 유속 제어 장치의 진단 방법에 있어서,
    상기 차량의 엔진을 컷오프시키는 단계;
    상기 유속 제어 장치를 활성화시키는 단계;
    상기 차량 엔진의 컷오프 지연 시간과 상기 차량의 센서가 연료희박 신호를 송출하는 응답시간을 연산하는 단계;
    상기 연산된 컷오프 지연 시간과 상기 응답시간이 기준 설정시간을 초과하였는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 기준 설정시간 초과 여부에 따라 상기 유속 제어 장치의 정상 작동 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유속 제어 장치의 진단 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 유속 제어 장치가 정상 작동이 아니라고 판정시, 상기 차량의 경고등을 온(On)시키고 상기 유속 제어 장치를 비활성화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유속 제어 장치의 진단 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 응답시간은 일정 횟수 이상의 시상수 연산을 통해 판단되는 것을 특징으로 하는 유속 제어 장치의 진단 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 유속 제어 장치가 정상 작동되는 것으로 판단된 경우, 상기 유속 제어 장치의 작동을 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유속 제어 장치의 진단 방법.


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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0586908A (ja) * 1991-09-24 1993-04-06 Japan Electron Control Syst Co Ltd 内燃機関の排圧制御装置
KR0156763B1 (ko) * 1993-09-20 1998-11-16 요시후미 쓰지 내연기관의 공연비 제어장치
KR20020083209A (ko) * 2001-04-26 2002-11-02 현대자동차주식회사 차량용 엔진의 노킹 제어방법
KR100427305B1 (ko) * 2001-12-07 2004-04-14 현대자동차주식회사 차량의 리어 산소센서 비정상 작동 판정방법
KR20060072844A (ko) * 2004-12-24 2006-06-28 현대자동차주식회사 차량 엔진의 실화 판정방법
KR200439448Y1 (ko) 2007-07-24 2008-04-14 김정환 자동차용 배기관
KR20080099215A (ko) * 2008-09-30 2008-11-12 김성완 내연기관용 공기 과급 시스템
JP2013053574A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Mazda Motor Corp 多気筒エンジン
KR101303008B1 (ko) * 2011-07-08 2013-09-03 삼성중공업 주식회사 엔진 배기시스템 및 그 제어방법과 이를 갖춘 선박
KR20130133544A (ko) * 2012-05-29 2013-12-09 현대자동차주식회사 차량의 크루즈 제어장치 및 방법
KR20140035922A (ko) * 2011-04-29 2014-03-24 파이어스타 엔지니어링, 엘엘시 가변추력 배기 벤튜리
KR20190057283A (ko) * 2016-08-08 2019-05-28 제톱테라 잉크. 내연 엔진 배기 관 유체 퍼저 시스템

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0586908A (ja) * 1991-09-24 1993-04-06 Japan Electron Control Syst Co Ltd 内燃機関の排圧制御装置
KR0156763B1 (ko) * 1993-09-20 1998-11-16 요시후미 쓰지 내연기관의 공연비 제어장치
KR20020083209A (ko) * 2001-04-26 2002-11-02 현대자동차주식회사 차량용 엔진의 노킹 제어방법
KR100427305B1 (ko) * 2001-12-07 2004-04-14 현대자동차주식회사 차량의 리어 산소센서 비정상 작동 판정방법
KR20060072844A (ko) * 2004-12-24 2006-06-28 현대자동차주식회사 차량 엔진의 실화 판정방법
KR200439448Y1 (ko) 2007-07-24 2008-04-14 김정환 자동차용 배기관
KR20080099215A (ko) * 2008-09-30 2008-11-12 김성완 내연기관용 공기 과급 시스템
KR20140035922A (ko) * 2011-04-29 2014-03-24 파이어스타 엔지니어링, 엘엘시 가변추력 배기 벤튜리
KR101303008B1 (ko) * 2011-07-08 2013-09-03 삼성중공업 주식회사 엔진 배기시스템 및 그 제어방법과 이를 갖춘 선박
JP2013053574A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Mazda Motor Corp 多気筒エンジン
KR20130133544A (ko) * 2012-05-29 2013-12-09 현대자동차주식회사 차량의 크루즈 제어장치 및 방법
KR20190057283A (ko) * 2016-08-08 2019-05-28 제톱테라 잉크. 내연 엔진 배기 관 유체 퍼저 시스템

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