KR20010065847A - 냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 냉각수 온도 센서의 출력값 변동을 다른 온도 센서의 출력값 변동과 비교하여 엔진 냉각수 온도 센서의 이상 여부를 정확하게 판단함으로써 연료 공급량과 연료 분사 시기와 에어콘을 정확하게 제어한다.

이를 위하여 본 발명은 냉각수와 연료와 흡입되는 공기와 엔진 오일의 온도를 검출한 후 냉각수 온도 센서의 출력의 크기를 판별하여 냉각수 온도와 일정값을 비교하고, 공기와 연료의 온도차와 엔진 오일과 연료의 온도차간의 차이와 일정 수준의 온도와 비교하며, 냉각수 온도 센서의 출력이 일정한 범위 내에 있는지 판별하여 냉각수 온도 센서의 이상 유무를 판정하고, 일정 시간동안 발생되는 상기 냉각수 온도의 변동률을 상기 엔진 오일 온도의 변동률과 비교하여 냉각수 온도 센서의 이상 유무를 판정한다.

Description

냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법{An Detection method at Coolant Temperature Sensor Error}

본 발명은 엔진 냉각수 온도 센서의 이상 여부를 판단하는 방법에 관한 것으로서, 특히 엔진 냉각수 온도 센서의 출력값 변동을 다른 온도 센서의 출력값 변동과 비교하여 엔진 냉각수 온도 센서의 이상 여부를 정확하게 판단함으로써 연료 공급량과 연료 분사 시기와 에어콘을 정확하게 제어하기 위한 것이다.

일반적으로 엔진 냉각수의 온도는 엔진의 온도 제어에 필요한 정보중 하나이며, 이에 따라 엔진 냉각수의 온도를 검출하여 소정의 냉각수 온도 정보를 출력하는 냉각수 온도 센서가 필요하다.

냉각수 온도 센서는 흡기 다기관의 냉각수 통로에 설치되어 냉각수 온도를검출하는 일종의 가변 저항기이며, 냉각수 온도에 대응하는 전압을 전자 제어 장치(이하 ECU라 칭함)로 출력한다.

ECU는 냉각수 온도 센서에서 출력되는 정보를 이용하여 연료 공급량 제어, 에어콘 제어, 연료분사 시기 제어 등을 수행한다.

일반적으로 엔진 냉각수 온도 센서의 이상 여부를 판정하는 기준은 ECU로 입력되는 엔진 냉각수 온도 센서의 출력 전압값의 범위로서, 예컨대, 출력 전압값이 0.3v보다 작거나 4.5v보다 클 때에는 ECU는 엔진 냉각수 온도 센서가 이상 상태인 것으로 판정하고, 출력 전압값이 0.3v보다 크고 4.5v보다 작을 때에는 정상 동작으로 판정한다.

그러나 정상 동작으로 판정되는 구간에서 엔진 냉각수 온도 센서의 출력값에 점진적인 변동(drift)이 발생하면 이하에서 설명하는 바와 같이 본래의 제어 목표 달성이 곤란하다.

도1은 냉각수 온도 센서에서의 냉각수 온도와 출력의 상관도이다.

도1에서 가로축은 냉각수 온도의 변화이고, 세로축은 냉각수 온도 센서 출력이다. 또한, 파형(a)는 냉각수 온도 센서가 정상 동작하는 경우의 상관 관계이고, 파형(b)는 냉각수 온도 센서 출력이 낮게 형성된 경우의 상관 관계이며, 파형(c)는 냉각수 온도 센서 출력이 높게 형성된 경우의 상관 관계이다.

도2에서와 같이, 통상의 엔진 냉각수 온도 센서는 냉각수가 고온이 될 수록 출력값이 낮아지는 특성을 지니며, 엔진 냉각수 온도 센서에 이상이 발생하여 출력값이 변동하게 되면 다음과 같은 문제점이 발생한다.

만일 출력이 낮을 경우, 수온이 낮을 때 필요한 구간의 고속 공회전이 불가능하고, 엔진 냉각수가 과열되지도 않은 상태에서 에어콘을 컷(cut)하게 된다.

만일 출력이 높게 형성되면, 필요없는 구간에서 고속 공회전을 하고, 냉각수가 과열되어도 에어콘을 컷하지 못하므로 결국 과열로 인한 엔진 파손을 초래하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엔진 냉각수 온도 센서의 출력값 변동을 다른 온도 센서의 출력값 변동과 비교하여 엔진 냉각수 온도 센서의 이상 여부를 정확하게 판단하기 위한 것이다.

도1은 냉각수 온도 센서에서의 냉각수 온도와 출력의 상관도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 온도 제어 시스템의 블록도이다.

도3a 및 도3b는 본 발명의 실시예예 따른 냉각수 온도 센서의 이상 여부의 판단 방법에 관한 순서도이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 엔진 온도 제어 시스템은 냉각수 온도 센서와 연료 온도 센서와 공기 온도 센서와 엔진 오일 온도 센서와 ECU로 구성된다.

냉각수 온도 센서는 출력 전압으로 엔진의 냉온 상태를 판정하여 엔진이 냉간 상태일 때 연료량을 적절히 증가시켜주는 역할을 한다.

연료 온도 센서 및 엔진 오일 온도 센서는 연료 및 엔진 오일의 온도를 검출하여 소정의 연료 온도 및 엔진 오일의 온도 정보를 출력한다.

공기 온도 센서는 엔진 내부로 흡입되는 공기의 온도를 검출하여 소정의 공기 온도 정보를 출력한다.

ECU는 각종 온도 센서에서 출력되는 정보를 인가받아 엔진 구동에 필요한 연료 공급량과 연료분사 시기와 에어콘을 제어한다.

다음은 본 발명에서 제안한 엔진 냉각수 온도 센서의 이상 여부를 정확하게 판단하는 엔진 온도 제어 시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 엔진의 냉온 상태를 검출하는 각종 온도 센서와 ECU로 구성된 일반적인 엔진 온도 제어 시스템의 블록도이다.

도2에서와 같이, 본발명의 엔진 온도 제어 시스템은 냉각수 온도 센서(10)와 연료 온도 센서(20)와 공기 온도 센서(30)와 엔진 오일 온도 센서(40)와 ECU(50)로 구성되며, ECU는 인터페이스부(51)와 중앙 처리 장치(52)로 되어 있다.

냉각수 온도 센서(10)와 연료 온도 센서(20)와 공기 온도 센서(30)와 엔진 오일 온도 센서(40)는 각각 냉각수와 연료와 흡입되는 공기와 엔진 오일의 온도를 검출하여 소정의 온도 정보를 출력한다.

ECU(50)의 인터페이스부(51)는 각종 온도 센서(10, 20, 30, 40)에서 출력된 온도 정보를 인가받아 중앙 처리 장치(52)로 전달한다.

ECU(50)의 중앙 처리 장치(52)는 인터페이스부(51)로부터 전달된 온도 정보를 가지고 연료 공급량과 연료 분사 시기와 에어콘을 제어한다.

이때, ECU(50)는 엔진 운전 중에 엔진 냉각수의 수온은 갑자기 변하지 않으므로, 엔진 냉각 수 온도 센서(10)의 출력값 변동율을 다른 기타 온도 센서 즉, 연료 온도 센서(20)와 공기 온도 센서(30)와 엔진 오일 온도 센서(40)의 출력값 변동과 비교하여 엔진 냉각수 온도 센서(10)의 이상 여부를 판정한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 냉각수 온도 센서의 이상 여부를판단하는 방법을 상세히 설명한다.

도3a 및 도3b는 본 발명의 실시예예 따른 냉각수 온도 센서의 이상 여부의 판단 방법에 관한 순서도이다.

먼저, 각종 온도 센서(10, 20, 30, 40)로부터 냉각수, 연료, 흡입되는 공기와 엔진 오일의 온도를 검출한다.(S100)

그리고 나서, 냉각수 온도 센서(10)의 출력의 크기를 판별하여(S150), 만일, 냉각수 온도 센서(10)의 출력이 출력 하한치보다 작거나 출력 상한치보다 크다면 냉각수 온도 센서(10)의 이상으로 판정하여(S160) 엔진 체크 램프를 점등시킨 후(S170), 다시 처음 단계로 복귀한다.(S500)

상기 단계(S150)에서, 만일 냉각수 온도 센서(10)의 출력이 출력 하한치 이상이고, 출력 상한치 이하일 경우에는 카운트(n) 초기치를 "0"으로 하고(S200), 현재 카운트(n)를 정해진 카운트치(n0)와 비교한다.(S250)

상기 단계(S350)에서, 만일 현재 카운트(n)가 정해진 카운트치(n0)보다 작으면, 냉각수 온도와 소정의 기준 온도(a)을 비교하고(S300), 현재 카운트(n)가 정해진 카운트치(n0) 이하이면 종료한다.

상기 단계(S300)에서, 냉각수 온도가 소정의 기준 온도(a)보다 작을 경우, 공기와 연료의 온도차와 엔진 오일과 연료의 온도차간의 차이와 소정의 기준 온도(b)와 비교한다.(S350) 상기 단계(S350)에서, 상기 온도차간의 차이가 소정의 기준 온도(b) 이내일 때는 카운트를 하나 증가시킨 후(S400), 냉각수 온도를 공기 온도와 연료 온도와 엔진 오일 온도의 평균값과 비교하여 그 차이가 소정의 기준온도(c) 이내인지를 판별한다.(S450)

상기 단계(S450)에서, 냉각수 온도와 상기 평균값의 차이가 소정의 기준 온도(c) 이내일 때는 다시 처음 단계로 복귀하고(S500), 소정의 기준 온도(c) 초과일 때는 냉각수 온도 센서(10)의 이상으로 판정하여(S160) 엔진 체크 램프를 점등한다.(S170)

상기 단계(S350)에서, 공기와 연료의 온도차와 엔진 오일과 연료의 온도차간의 차이와 소정의 기준 온도(b)와 비교했을 때(S350) 상기 온도차간의 차이가 소정의 기준 온도(b)보다 클 때는 다시 처음 단계로 복귀한다.(S500)

한편, 상기 단계(S300)에서, 냉각수 온도가 소정의 기준 온도(a)보다 클 경우, 냉각수 온도 센서(10)의 출력이 소정의 온도 범위(d와 e) 내에 있는지 판별한다.(S310) 상기 단계(S310)에서, 냉각수 온도 센서(10)의 출력이 소정의 온도 범위(d와 e) 밖에 있다면 다시 처음 단계로 복귀하고(S500), 소정의 온도 범위(d와 e) 내에 있다면 소정의 시간동안 발생되는 냉각수 온도의 변동률을 엔진 오일 온도의 변동률과 비교한다.(S320)

만일, 냉각수 온도의 변동률과 엔진 오일 온도의 변동률의 차이가 소정의 기준 온도(f)를 벗어나면 냉각수 온도 센서(10)의 이상으로 판정하여(S160) 엔진 체크 램프를 점등하고(S170), 소정의 기준 온도(f) 이내이면 다시 처음 단계로 복귀한다.(S500)

이상에서와 같이 본 발명에 따른 엔진 냉각수 온도 센서의 이상 여부를 판단하는 방법은 엔진 냉각수 온도 센서의 출력값 변동을 다른 온도 센서의 출력값 변동과 비교하여 엔진 냉각수 온도 센서의 이상 여부를 판단하기 때문에 엔진 냉각수 온도 센서의 이상 여부를 정확하게 판단할 수 있다.

따라서, 엔진 냉각수 온도 센서에 이상이 발생하여 출력값이 점진적으로 변동하게 되는 경우에도 냉각 수온이 낮을 때 필요한 구간의 고속 공회전이 불가능하고 엔진 냉각수가 과열되지도 않은 상태에서 에어콘을 컷하게 되는 문제점을 방지하며, 필요 없는 구간에서 고속 공회전을 하고, 냉각수가 과열되어도 에어콘을 컷하지 못하여 과열로 인한 엔진 파손을 방지할 수 있다.

Claims (10)

1. 냉각수 온도 센서와 연료 온도 센서와 엔진 오일 온도 센서와 공기 온도 센서와 전자 제어 장치를 포함하는 엔진 온도 제어 시스템의 제어 방법에 있어서;

   상기 온도 센서들로부터 냉각수, 연료, 흡입되는 공기와 엔진 오일의 온도를 검출하는 제1 단계와;

   상기 냉각수 온도 센서의 출력의 크기를 출력 하한치 및 출력 상한치와 비교하여 판별함으로써, 상기 냉각수 온도 센서의 이상 유무를 판정하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계에서, 상기 냉각수 온도 센서의 출력이 상기 출력 하한치 이상이고, 상기 출력 상한치 이하일 경우에 냉각수 온도를 소정의 제1 기준 온도와 비교하는 제3 단계와;

   상기 제3 단계에서, 상기 냉각수 온도가 상기 소정의 제1 기준 온도보다 작을 경우 공기와 연료의 온도차와 엔진 오일과 연료의 온도차간의 차이와 소정의 제2 기준 온도와 비교하는 제4 단계와;

   상기 제4 단계에서, 상기 온도차간의 차이가 상기 소정의 제2 기준 온도 이하일 경우 상기 냉각수 온도를 공기 온도와 연료 온도와 엔진 오일 온도의 평균값과 비교하는 제5 단계와;

   상기 제5 단계에서, 상기 냉각수 온도와 상기 온도의 평균값과의 차이가 소정의 제3 기준 온도보다 클 경우 상기 냉각수 온도 센서의 이상 유무를 판정하여 엔진 체크 램프를 점등하는 제6 단계를 포함하는

   냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법은

   상기 제3 단계에서, 상기 냉각수 온도가 상기 소정의 제1 기준 온도 이상일 경우, 상기 냉각수 온도 센서의 출력이 소정의 수온 범위 내에 있는지 판별하는 제7 단계와;

   상기 제7 단계에서, 상기 냉각수 온도 센서의 출력이 상기 소정의 수온 범위 내에 있을 경우, 소정 시간동안 발생되는 상기 냉각수 온도의 변동률을 상기 엔진 오일 온도의 변동률과 비교하는 제8 단계를 포함하는

   냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제2 단계는

   상기 냉각수 온도 센서의 출력이 상기 출력 하한치보다 작거나 상기 출력 상한치보다 크면, 상기 냉각수 온도 센서의 이상으로 판정하여 엔진 체크 램프를 점등시킨 후 다시 상기 온도 검출 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는

   냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법.
4. 제 1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제2 단계는

   상기 냉각수 온도 센서의 출력이 상기 출력 하한치 이상이고, 상기 출력 상한치 이하일 경우에는 카운트 초기치를 "0"으로 하고, 현재 카운트를 정해진 카운트치와 비교하는 것을 특징으로 하는

   냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 현재 카운트를 정해진 카운트치와 비교하는 단계는

   상기 현재 카운트가 상기 정해진 카운트치보다 작으면 상기 제3 단계를 수행하고, 상기 현재 카운트가 상기 정해진 카운트치 이하이면 모든 동작을 종료하는 것을 특징으로 하는

   냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 제4 단계는

   상기 온도차간의 차이가 상기 제2 소정의 기준 온도 이내일 때는 상기 카운트를 하나 증가시킨 후 상기 제5 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는

   냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법.
7. 제 1항 또는 제6항에 있어서,

   상기 제4 단계는

   상기 온도차간의 차이가 상기 제2 소정의 기준 온도보다 클 때는 다시 상기 제1 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는

   냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 제5 단계는

   상기 냉각수 온도와 상기 평균값의 차이가 상기 제3 소정의 기준 온도 이내일 때는 다시 상기 제1 단계로 복귀하고, 상기 제3 소정의 기준 온도 초과일 때는 상기 냉각수 온도 센서의 이상으로 판정하여 상기 엔진 체크 램프를 점등한 후 상기 제1 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는

   냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법.
9. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제7 단계는

   상기 냉각수 온도 센서의 출력이 상기 소정의 수온 범위 밖에 있다면 다시 상기 제1 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는

   냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법.
10. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 제8 단계는

    상기 냉각수 온도의 변동률과 상기 엔진 오일 온도의 변동률의 차이가 상기 소정의 제4 기준 온도를 벗어나면 상기 냉각수 온도 센서의 이상으로 판정하여 상기 엔진 체크 램프를 점등하고, 상기 소정의 제4 기준 온도 이내이면 다시 상기 제1 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는

    냉각수 온도 센서의 이상 여부 판단 방법.