KR19990009700A

KR19990009700A - 차량의 냉각수온센서 고장시 냉각수온 예측방법

Info

Publication number: KR19990009700A
Application number: KR1019970032188A
Authority: KR
Inventors: 유용상
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1999-02-05

Abstract

본 발명은 차량의 냉각수온센서 고장시 냉각수온 예측방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 냉각수온센서 고장시 일정한 값이 출력되도록 한 문제점을 해결하여 시동 시점에서의 외기온도와 시동 후의 엔진RPM값의 누적으로 냉각수온값을 맵핑하여 실제 수온에 근접한 냉각수온을 예측하여 엔진을 제어할 수 있음으로서 차량의 연비향상을 가져올 수 있으며 배기가스가 저감된다는 이점이 있다. 또한 실측되는 냉각수온값과 근접한 값으로 엔진을 제어함으로서 차량의 부조화를 방지할 수 있다는 이점이 있다.

Description

차량의 냉각수온센서 고장시 냉각수온 예측방법

본 발명은 차량의 냉각수온센서 고장시 냉각수온 예측방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 냉각수온센서 고장시 일정한 값이 출력되도록 한 문제점을 해결하여 시동 시점에서의 외기온도와 시동 후의 엔진RPM값의 누적으로 냉각수온값을 맵핑하여 실제 수온에 근접하도록하여 더 정확한 냉각수온을 예측하여 엔진을 제어할 수 있도록 한 차량의 냉각수온센서 고장시 냉각수온 예측방법에 관한 것이다.

자동차는 굉장히 복잡한 구조로 되어 있지만 크게 나누면 섀시(Chassis)와 바디(Body)로 나누어진다. 상기 새시는 자동차에서 바디를 떼어 낸 나머지 부분의 부품과 장치로써 프레임, 엔진, 동력전달장치, 현가장치, 조향장치, 브레이크장치 등으로 이루어진다.

상기 엔진을 이루기 위한 부품인 실린더, 실린더 헤드, 피스톤 등이 있으며 밸브장치, 윤활장치, 냉각장치, 연료장치, 점화장치, 시동장치 등 여러장치들이 결합된다. 상기 실린더안의 연소가스 온도는 2,000℃이상에 이르기 때문에 이 열의 상당한 양이 실린더, 실린더 헤드, 피스톤, 밸브 등에 전도된다. 이러한 부분의 온도가 과도하게 높아지면 부품 재료의 강도가 저하되고 고장이 생기거나 수명이 단축되고, 연소상태도 나빠져 노킹이나 조기 점화가 발생하며 그 결과 기관의 출력이 저하된다. 또 냉각이 불완전한 상태에서는 실린더 벽의 유막이 끊기는 등의 윤활 기능의 저하와 오일의 변질 등으로 이상마모, 눌어 붙는 등 고장의 원인이 된다.

그리고 반대로 지나치게 냉각되면 연소에서 발생한 열량 가운데 냉각으로 손실되는 열량이 크기 때문에, 기관의 열효율이 낮아지고 연료 소비량이 증가하는 등의 문제가 생기므로, 기관의 온도를 알맞게 유지하는 것이 냉각장치의 기능이다. 기관의 냉각 방식에는 외부 공기로 기관을 직접 냉각하는 공랭식과, 냉각수를 기관의 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다.

상기 수냉식 냉각장치는 냉각수를 사용하여 기관을 냉각하는 형식으로 실린더 블록과 실린더 헤드에 마련된 물 재킷안에 냉각수를 순환시켜 냉각 작용을 하도록 한 것이며, 그 주요부는 라디에이터, 물펌프, 냉각팬, 수온조절기 등으로 구성된다. 상기 냉각수는 물펌프를 돌려서 냉각수를 실린더 블록과 실린더 헤드의 물 재킷으로 보낸 다음, 가열된 냉각수를 라디에이터로 보내서 방열시켜 다시 물 재킷으로 순환시킨다. 물펌프에는 냉각팬이 부착되어 외부 공기를 라디에이터를 통해 강제적으로 흡입하여 방열효과를 좋게 한다. 그리고 물재킷과 라디에이터 사이에는 수온조절기가 설치되어 온도에 따라 냉각수의 순환경로를 바꾸어 온도를 조절한다.

냉각수 온도 센서로서 자동차에 주로 쓰이는 것은 서미스터(thermister)로써 냉각수가 흐르는 곳에 설치된 온도계와 같은 것이다. 이 온도계는 일반적으로 냉각수가 새지 않도록 각 부분을 봉해 놓았다. 이 온도계는 온도에 반비례하는 저항을 가진 반도체 물질로 만들어 진다. 예를 들어 -40℃에서 일반적인 냉각센서는 100㏀의 저항을 나타내는 반면 130℃에서는 약70㏀으로 감소하는 특징을 갖는다.

도1은 냉각수온센서에 의해 냉각수온을 측정하여 온도에 따라 엔진을 제어하는 장치를 나타낸 블록구성도이다.

도1에 도시된 바와 같이 엔진(30)의 냉각수온을 측정하기 위한 냉각수온센서(10)와, 냉각수온센서(10)의 값을 입력받아 엔진(30)을 제어하는 제어부(20)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 일반적인 냉각수온센서(10)의 입력값에 의한 엔진(30)을 제어할 때 냉각수온센서(10)에 고장이 발생할 경우 냉각수온을 예측하여 엔진(30)제어를 행하는 일반적인 방법을 도2에 도시된 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

시동이 걸려있는 상태를 감지한다(S10). 이때 시동이 걸려있지 않을 경우에는 종료되며 시동이 걸려 있을 경우에는 냉각수온을 측정한다(S20). 그리고 냉각수온의 입력값을 비교하여 수온센서에 고장이 발생되었는지 비교한다(S30). 이때 차량의 자기고장진단에 의해 수온센서가 고장나지 않았을 경우에는 수온센서값을 입력받게 된다(S40). 그러나 수온센서가 고장났을 경우에는 수온값을 미리 정해진 기본값으로 고정시키게 된다(S50). 그런다음 수온센서에서 입력된 수온센서값이나 미리 정해진 수온값으로 엔진(30)제어를 행하고 시동상태를 비교하는 단계(S10)로 리턴된다(S60).

상기와 같이 수온센서가 고장났을 경우 미리 정해진 일정한 값으로 수온센서의 값을 대체하면 실제의 수온값과 많은 차이를 보이게 됨으로 차량의 부조화 및 연비가 낮아지게 되며 배기가스의 발생이 증가할 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 자기진당기능에 의해 냉각수온센서가 고장났다고 판단될 경우 시동시의 외기온도와 시동 후의 엔진RPM값을 누적하여 현재의 냉각수온에 근접한 설정치를 예측하여 엔진을 제어하도록 하는 차량의 냉각수온센서 고장시 냉각수온 예측방법을 제공함에 있다.

도1은 차량의 냉각수온에 따라 엔진제어를 행하는 장치를 나타낸 블록구성도이다.

도2는 일반적인 차량의 냉각수온센서 고장시 냉각수온 예측방법에 따른 작동순서를 도시한 흐름도이다.

도3은 본 발명에 의한 방법으로 차량의 냉각수온에 따라 엔진제어를 행하는 장치를 나타낸 블록구성도이다.

도4의 (가)는 시간에 따른 엔진RPM의 변화를 나타낸 그래프이고, (나)는 엔진RPM의 누적에 따른 냉각수온의 변화를 나타낸 그래프이다.

도5는 본 발명에 의한 차량의 냉각수온센서 고장시 냉각수온 예측방법에 따른 작동순서를 도시한 흐름도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 냉각수온센서 20 : 제어부

40 : 외기온도센서 50 : 엔진RPM센서

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 냉각수온센서의 입력값으로 엔진을 제어할 때 냉각수온센서에 고장이 발생할 경우 시동 초기의 외기온도와 시동 후 엔진RPM의 누적값에 의해 냉각수온값을 맵핑하여 이 값으로 냉각수온을 예측할 수 있도록 한 차량의 냉각수온센서 고장시 냉각수온 예측방법을 제공한다.

상기와 같은 방법에 의한 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다. 시동을 걸기 위한 초기의 상태에서 냉각수온센서의 출력값은 외기온도와 일치하기 때문에 시동시의 외기온도와 엔진RPM에 대한 냉각수온의 상승정도를 미리 측정하여 맵핑함으로서 시동초기의 외기온도와 시동 후 엔진RPM을 측정하여 맵핑된 값에 의해 냉각수온센서의 고장시 실제의 냉각수온에 근접한 냉각수온을 예측하여 엔진을 제어하도록 작동된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

도3은 본 발명에 의한 방법을 이루기 위한 구성을 나타낸 블록구성도록서 도3에 도시된 바와 같이 엔진(30)의 냉각수온을 측정하기 위한 냉각수온센서(10)와, 시동초기의 외부온도를 측정하기 위한 외기온도센서(40)와, 엔진(30)의 회전수를 측정하기 위한 엔진RPM센서(50)와, 냉각수온의 출력값과 외기온도센서(40)의 출력값과 엔진RPM센서(50)의 출력값을 입력받아 냉각수온센서(10)의 정상동작시 냉각수온센서(10)의 입력값으로 엔진(30)을 제어하며 냉각수온센서(10)의 고장시 외기온도센서(40)의 출력값과 엔진RPM센서(50) 출력값의 누적된 값으로 냉각수온을 예측하여 엔진(30)을 제어하는 제어부(20)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 구성으로 냉각수온을 예측하기 위해 미리 시동 초기의 외부기온과 시동을 건 후 엔진회전수 즉, 엔진RPM의 누적값에 대한 냉각수온의 실험치를 맵핑하여 냉각수온센서(10) 고장시 맵핑값을 사용할 수 있도록 한다.

도4의 (가)는 시간에 따른 엔진RPM값의 변화를 나타낸 그래프이고 (나)는 엔진RPM의 값을 누적한 값과 냉각수온의 상승변화를 나타낸 그래프이다.

도4의 (나)에 도시된 바와 같이 시동 초기에서의 냉각수온은 외기온도와 동일한 WTO를 가리키며 시동을 건 직후 부터 엔진RPM을 누적할 때 RI1지점에서의 냉각수온은 WT1을 가리킨다. 이와 같이 냉각수온의 상승정도는 초기의 온도(WTO)에 따라 상승정도가 차이가 나며 시동후 엔진RPM의 누적이 클수록 냉각수온의 상승정도는 차이가 난다. 이 값들을 미리 측정하여 맵핑시켜 초기의 외기온도와 시동 후 엔진RPM값의 누적값으로 실제의 냉각수온을 예측할 수 있게 된다.

도5는 본 발명에 의한 실시예로서 냉각수온센서의 고장시 냉각수온을 예측하여 실측된 냉각수온에 근접하도록 엔진을 제어작동하는 흐름도를 나타낸 도면으로서 도5를 참조하여 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 작동을 시작하면서 외부의 온도를 측정한다(S100). 그리고 전원의 온/오프 상태를 확인한다(S110). 이때 전원이 오프된 상태면 종료되며 전원이 온도니 상태면 차량의 시동상태를 확인한다(S120). 시동상태를 확인한 결과 시동이 걸려있지 않을 경우에는 외기온도를 측정하는 단계(S100)로 리턴되며 시동이 걸려있을 경우에는 엔진RPM값을 측정하여 누적시킨다(S130). 그리고 엔진(30) 냉각수의 냉각수온을 측정한다(S140). 냉각수온을 측정할 때 차량의 자기고장진단 기능에 의해 냉각수온의 고장여부를 판단한다(S150). 이때 냉각수온센서(10)의 고장으로 판단되지 않을 경우에는 측정된 냉각수온값을 입력받게 된다(S160). 그러나 냉각수온센서(10)의 고장으로 판단될 경우에는 시동시 부터 측정된 엔진RPM의 누적값과 시동초기의 외기온도값에 대한 냉각수온의 맵핑값에 의해 냉각수온값을 산출한다(S170). 그레서 냉각수온센서(10)의 입력된 값이나 맵핑값에 의해 산출된 냉각수온값으로 엔진을 제어하고 시동상태를 확인하는 단계(S120)로 리턴된다(S180).

상기한 바와 같이 본 발명은 차량의 냉각수온센서의 고장시 실측의 냉각수온에 근접하도록 예측할 수 있음으로서 차량의 연비향상을 가져올 수 있으며 배기가스가 저감된다는 이점이 있다. 또한 실측되는 냉각수온값과 근접한 값으로 엔진을 제어함으로서 차량의 부조화를 방지할 수 있다는 이점이 있다.

Claims

냉각수온센서의 입력값으로 엔진을 제어할 때 냉각수온센서에 고장이 발생할 경우 시동 초기의 외기온도와 시동 유지시간에 의해 냉각수온값을 맵핑하여 이 값으로 냉각수온을 예측할 수 있도록 한 차량의 냉각수온센서 고장시 냉각수온 예측방법.