KR20040015576A - 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치 및 방법에 관한 것으로, 연료레벨센서로부터 출력되는 신호의 출력 변화를 통해 연료 변화량을 측정함과 더불어 인젝터를 통해 분사되는 연료분사량을 측정하여 총연료 분사량의 적산치가 설정 분사량을 초과했을 때 연료 변화량이 설정 변화량의 이내이면 고장으로 판정하도록 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은, 연료 레벨 센서의 출력 변화값을 설정값과 비교하여 고장여부를 판정하는 판정조건과 더불어 인젝터를 통한 엔진의 연료분사량을 고려하는 판정조건을 추가로 포함시킴으로써, 연료 레벨 센서의 출력 변화에 의해서만 고장을 판정할 때보다 연료 레벨 센서의 고장 판정을 더욱 정밀하게 수행할 수 있고 이를 통해 오판 확률을 최소화할 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치 및 방법 {Apparatus for detecting fail of fuel level sensor in automobile and method of the same}

본 발명은 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오판 없이 연료레벨센서의 고장을 정확하게 감지할 수 있는 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 연료장치는 모든 운전 조건 하에서 엔진에 필요한 혼합기를 가장 연소하기 쉬운 상태로 공급하는 장치로서, 그 기능은 엔진의 성능, 특히 출력이나 경제성을 크게 좌우하는 중요한 요소로 작용한다.

상기 연료장치의 주요 구성은 기화기 또는 연료분사장치로서 여기에서 연료와 공기를 적절하게 혼합시켜 엔진에 공급한다. 그 외에 연료를 저장하는 연료 탱크, 연료 속에 있는 수분과 먼지 등을 제거하는 연료 필터, 연료를 압송하는 연료 펌프 등이 있으며, 이들은 연료 파이프로 연결되어 있다. 또한 최근에는 연료계통에서 가솔린 증기가 대기중으로 방출하는 현상을 방지하기 위하여 차콜 캐니스터 등을 사용한 연료증발가스 배출억제장치가 설치되어 있다.

상기와 같은 연료 탱크의 구성을 살펴보면, 연료 탱크 본체와, 연료 주입구 파이프, 연료 탱크 내의 연료레벨을 나타내주는 연료 레벨 센서(Fuel Level Sensor) 등으로 이루어져 있으며, 내부에는 주행 중 연료의 요동을 방지함과 아울러 강도를 증가시키기 위한 수개의 세퍼레이터가 용접되어 있다. 또한 탱크 내면은 녹슬지 않도록 방청 처리되어 있다.

한편, 자동차의 각종의 전기 및 전자기기를 제어하는 전자제어유닛(Electronic Control Unit; "ECU")에서는 상기한 연료 레벨 센서로부터 출력되는 신호에 의해 고장 여부를 체크하도록 되어 있는데, 전자제어유닛에 의해 연료 레벨 센서의 고장 감지 과정은 도 1에 도시된 바와 같다.

도 1에 있어서, 전자제어유닛은 개방 또는 단락의 고장이 발생되었는지를 체크하기 위해 연료 레벨 센서로부터 출력되는 신호의 레벨을 감지하며(S10), 감지된 신호의 레벨에 의해 연료 레벨 센서의 개방 또는 단락 고장이 발생되었는지를 판단한다(S20). 즉, 연료 레벨 센서에 개방 또는 단락 고장이 발생되면 연료 레벨 센서로부터 출력되는 신호의 레벨이 대략 "0 볼트" 이하가 되므로, 이를 통해 전자제어유닛은 연료 레벨 센서의 개방 또는 단락 고장이 발생되었는지를 판단하게 된다.

상기 스텝(S20)에서 연료 레벨 센서의 개방 또는 단락 고장이 발생된 것으로 판단되면, 전자제어유닛은 연료레벨센서의 고장을 판정하는 하기의 스텝(S50)으로 진행한다.

만약, 상기 스텝(S20)에서 연료 레벨 센서의 개방 또는 단락 고장이 발생되지 않은 것으로 판단되면, 전자제어유닛은 주행상태에서 설정시간동안 연료 레벨 센서의 출력 변화량을 산출하고(S30), 산출된 설정시간동안의 출력 변화량을 설정값과 비교한다(S40).

상기 스텝(S40)에서의 비교결과 연료 레벨 센서의 출력 변화량이 설정값과 같거나 그 이상이면 현재 시점에서는 연료 레벨 센서가 정상 작동하는 것이므로, 전자제어유닛은 현재까지 산출된 연료 레벨 센서의 출력 변화량을 리셋하고 상기 스텝(S30)으로 되돌아간다.

만약, 상기 스텝(S40)에서의 비교결과 연료 레벨 센서의 출력 변화량이 설정값(예컨대, 0.039 [V] 정도) 미만이면, 전자 제어 유닛은 연료 레벨 센서에 고장이 발생된 것으로 판정하여 고장코드를 발생함과 더불어 계기판 등에 설치되어 있는 경고램프를 점등한다(S50).

그러나, 상기한 바와 같이 주행시 일정 시간동안의 연료 레벨 센서의 출력변화량을 설정값과 비교함에 따른 고장 판정 방법은, 엔진의 부하가 급변하여 배터리로부터 연료 레벨 센서로 인가되는 전압이 변화되거나 험로 주행 시에 연료통의 연료가 흔들림에 의해 연료 레벨 센서의 일시적인 출력 변동이 발생될 때 정상적인 연료 레벨 센서를 고장으로 오판하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 연료 레벨 센서의 출력 변화값을 설정값과 비교하는 판정조건과 더불어 인젝터를 통한 엔진의 연료분사량을 고려하는 판정조건을 추가로 포함시킴으로써, 연료 레벨 센서에 대한 고장 오판 확률을 최소화할 수 있는 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 연료레벨센서 고장 감지하는 과정을 나타낸 플로우챠트,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치에 대한 개략적인 블록구성도,

도 3은 도 2에 도시된 전자제어유닛의 동작과정을 설명하기 위한 플로우챠트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 연료레벨센서 20: 전자제어유닛

30-1∼30-n: 인젝터 40-1∼40-n: 펄스 카운터

50: 경고램프

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치는, 연료통의 연료레벨에 상응하는 감지신호를 발생하는 연료레벨센서와, 펄스신호에 따라 엔진의 실린더로 연료를 분사하는 복수의 인젝터와, 상기 복수의 인젝터로 각기 인가되는 펄스신호의 펄스 수를 각각 카운트하는 복수의 펄스 카운터와, 상기 복수의 폴수 카운터에 의해 카운트되는 인젝션 카운트 값에 의해 엔진의 각 실린더로 분사되는 총연료 분사량을 산출 및 적산함과 더불어 상기 연료레벨센서로부터 발생되는 감지신호의 출력변화량에 따라 연료변화량을 산출하며 총연료 분사량의 적산치가 설정분사량을 초과한 시점에 연료변화량이 설정 변화량의 이내이면 연료레벨센서의 고장으로 판정하여 고장코드를 발생하는 전자제어유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 연료레벨센서 고장 감지방법은, 엔진의 실린더로 연료를 분사하는 인젝터에 인가되는 펄스신호의 펄스수를 카운트하는 스텝과, 인젝터의 펄스 카운트 값에 의해 엔진으로 분사되는 총연료 분사량을 구하고 이를 시간의 흐름에 따라 적산하는 스텝과, 연료레벨센서로부터 출력되는 신호의 출력 변화를 측정하는 스텝과, 상기 연료레벨센서의 출력 변화량에 따라 연료 변화량을 산출하는 스텝과, 총연료 분사량의 적산치가 설정 분사량을 초과했을 때 연료 변화량이 설정 변화량의 이내이면 고장으로 판정하여 고장코드를 발생하는 스텝을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치에 대한 개략적인 블록구성도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치는, 연료 레벨 센서(10)와 전자제어유닛(20)과 복수의 인젝터(30-1∼30-n)과 복수의 펄스 카운터(40-1∼40-n)와 경고 램프(50)로 구성된다.

상기 연료 레벨 센서(10)는 연료통의 연료레벨에 상응하는 감지신호를 발생하여 전자제어유닛(20)으로 입력한다.

상기 전자제어유닛(Electronic Control Unit; "ECU")(20)은 복수의 펄스 카운터(40-1∼40-n)에 의해 카운트되는 인젝션 카운트 값에 의해 엔진의 각 실린더로 분사되는 총연료 분사량을 산출 및 적산함과 더불어 연료레벨센서(10)로부터 발생되는 감지신호의 출력변화량에 따라 연료변화량을 산출하며 총연료 분사량의 적산치가 설정분사량을 초과한 시점에 연료변화량이 설정 변화량의 이내이면 연료레벨센서의 고장으로 판정하여 고장코드를 발생한다.

상기 복수의 인젝터(Injector)(30-1∼30-n)는 엔진의 실린더 수와 동일한 개수가 구비되며, 전자제어유닛(20)으로부터 인가되는 펄스 신호에 따른 분사 동작을 수행하여 엔진의 각 실린더로 연료를 분사한다.

상기 복수의 펄스 카운터(40-1∼40-n)은 인젝터(30-1∼30-n)의 개수와 동일한 개수만큼 구비되며, 전자제어유닛(20)으로부터 각 인젝터(30-1∼30-n)으로 인가되는 펄스신호에서 펄스의 개수를 각각 카운트하여 카운트값을 전자제어유닛(20)으로 입력한다.

상기 경고 램프(50)는 자동차의 계기판 등에 구비되어 연료 레벨 센서(10)의 고장이 판정되었을 때 전자제어유닛(20)의 제어에 따라 점등된다.

이제 상기와 같이 구성된 본 발명의 동작과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

자동차 주행상태에 있으면, 운전자의 가속페달(도시되지 않음) 조작신호가 전자제어유닛(20)으로 입력되면서, 전자제어유닛(20)으로부터는 상기한 운전자의 가속페달 조작신호에 상응하는 펄스신호가 발생하여 각 인젝터(30-1∼30-n)로 인가된다.

이에 각 인젝터(30-1∼30-n)에서는 전자제어유닛(20)으로부터 인가되는 펄스신호에 따라 분사동작을 수행하여 엔진의 각 실린더로 연료를 분사한다.

이때, 각 펄스 카운터(40-1∼40-n)는 전자제어유닛(20)으로부터 각 인젝터(30-1∼30-n)으로 인가되는 펄스신호의 펄스 수를 카운트하여 카운트된 값을 전자제어유닛(20)으로 입력한다.

전자제어유닛(20)은 각 펄스 카운터(40-1∼40-n)으로부터 입력되는 펄스 카운트값에 따라 설정시간(ts; 예컨대, 500msec 정도)동안의 각 인젝터(40-1∼40-n)로 인가되는 펄스 수를 카운트한다(S110).

이와 동시에, 전자제어유닛(20)은 상기 스텝(S10)에서의 인젝션 펄스 카운트 시점으로부터 연료 레벨 센서(10)의 출력 변화를 측정하기 시작한다(S120).

이와 더불어, 전자제어유닛(20)은 상기 스텝(S10)에서의 인젝션 펄스 카운트 값에 의해 설정시간(ts) 동안 각 인젝터(40-1∼40-n)로부터 분사된 연료량의 총합 즉, 총연료 분사량(It)를 산출한다(S130).

그리고, 전자제어유닛(20)은 설정시간(ts)마다 설정시간(ts)동안 산출된 총연료 분사량(It)을 적산하고(S140), 이 총연료분사량의 적산치(ΔIt)를 설정값(Is; 예컨대, 20ℓ정도)과 비교하여(S150), 비교결과 총연료분사량의 적산치(ΔIt)가 설정값(Is)보다 크지 않으면 인젝션 펄스를 카운트하는 상기 스텝(S110)으로 되돌아간다.

만약, 상기 스텝(S150)에서의 비교결과 총연료분사량의 적산치(ΔIt)가 설정값(Is)보다 크면, 전자제어유닛(20)은 현재까지 측정된 연료레벨센서의 출력변화량에 따라 연료 변화량(Fc)을 산출하고(S160), 상기 산출된 연료 변화량(Fc)을 설정값(Fs; 예컨대, 2ℓ정도)과 비교한다(S170).

상기 스텝(S170)에서의 비교결과 연료 변화량(Fc)이 설정값(Fs)보다 크면, 연료 레벨 센서(10)가 정상 동작하는 것으로 판정하고(S180), 현재까지 적산된 총연료분사랑 적산치(ΔIt) 및 현재까지 측정된 연료변화량(Fc)을 제로값(zero, "0")으로 리셋(reset)한 다음(S190), 인젝션 펄스를 카운트 하는 상기 스텝(S110)으로 되돌아간다.

만약, 상기스텝(S170)에서의 비교결과 연료 변화량(Rc)이 설정값(Fs)보다 크지 않으면, 전자제어유닛(20)은 연료 레벨 센서(10)가 고장인 것으로 판정하여 고장코드를 발생함과 더불어(200), 경고 램프(50)를 점등한다(S210).

참고적으로, 전자제어유닛(20)으로부터 발생되는 고장코드는 테스트장비를 전자제어유닛(20)에 연결하였을 때 체크되어 연료 레벨 센서(10)의 고장을 나타내게 된다.

상기에서 본 발명은 특정 실시예를 예시하여 설명하지만 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 발명에 대한 다양한 변형, 수정을 용이하게 만들 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정이 본 발명의 특징을 이용하는 한 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 명심해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 연료레벨센서로부터 출력되는 신호의 출력 변화를 통해 연료 변화량을 측정함과 더불어 인젝터를 통해 분사되는 연료분사량을 측정하여 총연료 분사량의 적산치가 설정 분사량을 초과했을 때 연료 변화량이 설정 변화량의 이내이면 고장으로 판정하도록 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은, 연료레벨 센서의 출력 변화값을 설정값과 비교하여 고장여부를 판정하는 판정조건과 더불어 인젝터를 통한 엔진의 연료분사량을 고려하는 판정조건을 추가로 포함시킴으로써, 연료 레벨 센서의 출력 변화에 의해서만 고장을 판정할 때보다 연료 레벨 센서의 고장 판정을 더욱 정밀하게 수행할 수 있고 이를 통해 오판 확률을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치에 있어서,

   연료통의 연료레벨에 상응하는 감지신호를 발생하는 연료레벨센서와,

   펄스신호에 따라 엔진의 실린더로 연료를 분사하는 복수의 인젝터와,

   상기 복수의 인젝터로 각기 인가되는 펄스신호의 펄스 수를 각각 카운트하는 복수의 펄스 카운터와,

   상기 복수의 카운터에 의해 카운트되는 인젝션 카운트 값에 의해 엔진의 각 실린더로 분사되는 총연료 분사량을 산출 및 적산함과 더불어 상기 연료레벨센서로부터 발생되는 감지신호의 출력변화량에 따라 연료변화량을 산출하며 총연료 분사량의 적산치가 설정분사량을 초과한 시점에 연료변화량이 설정 변화량의 이내이면 연료레벨센서의 고장으로 판정하여 고장코드를 발생하는 전자제어유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자제어유닛에 의해 연료레벨센서의 고장이 판정된 경우에 점등되는 경고램프를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 연료레벨센서 고장 감지장치.
3. 자동차의 연료레벨센서 고장 감지방법에 있어서,

   엔진의 실린더로 연료를 분사하는 인젝터에 인가되는 펄스신호의 펄스수를카운트하는 스텝과,

   인젝터의 펄스 카운트 값에 의해 엔진으로 분사되는 총연료 분사량을 구하고 이를 시간의 흐름에 따라 적산하는 스텝과,

   연료레벨센서로부터 출력되는 신호의 출력 변화를 측정하는 스텝과,

   상기 연료레벨센서의 출력 변화량에 따라 연료 변화량을 산출하는 스텝과,

   총연료 분사량의 적산치가 설정 분사량을 초과했을 때 연료 변화량이 설정 변화량의 이내이면 고장으로 판정하여 고장코드를 발생하는 스텝을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 연료레벨센서 고장 감지 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 총연료분사량은 설정시간동안 카운트되는 인젝션 펄스 카운트값을 연산함에 의해 산출되고, 설정시간마다 산출되는 각각의 총연료분사량을 적산함을 특징으로 하는 자동차의 연료레벨센서 고장 감지 방법.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 연료 변화량이 설정 변화량을 초과하는 경우에는 현재까지 측정 및 산출된 총연료 분사량의 적산치와 연료변화량을 제로(0)값으로 리셋하는 것을 특징으로 하는 자동차의 연료레벨센서 고장 감지방법.
6. 제 3 항에 있어서, 고장으로 판정된 경우 경보를 발생하는 스텝을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 연료레벨센서 고장 감지방법.