KR20040022953A - 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법 - Google Patents
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Abstract
차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법이 개시된다. 개시된 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법은, (a) 차량의 연료레벨센서의 노이즈 고장 진단이 가능하게 된 시점부터 일정시간 동안, (연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) > β 또는 (연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) < -β가 발생한 경우에는, 노이즈 카운터를 1씩 증가시키는 단계와; (b) 일정시간 경과 후, 상기 단계 (a)에서 계산된 노이즈 카운터가 고장 진단 기준치1 이상의 경우에는 임시 고장 카운터를 1씩 증가시키는 단계와; (c) 계산된 노이즈 카운터가 고장 진단 기준치1 이하의 경우에는 상기 연료레벨센서 노이즈 고장 진단에 대해서는 정상으로 판정하고, 노이즈 카운터와 임시 고장 카운터를 리셋하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 차량의 연료레벨센서의 노이즈 유입에 대한 고장 검출을 행함으로써 미국 대기환경 보전국(CARB)의 OBD-Ⅱ의 법규 대응에 적극적인 대응이 가능해지는 이점이 있다.
Description
본 발명은 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료레벨센서(fuel level sensor)의 노이즈(noise) 유입에 대한 고장검출을 실시하여 OBD-Ⅱ의 법규에 대응하기 위한 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법에 관한 것이다.
북미 수출 차종에 대해서는 미국의 환경 규제인 OBD-II 요건상 차량에 장착된 엔진 전자제어 장치(ECM)가 도 1에 도시된 바와 같은 연료 증발가스 시스템으로부터의 누설을 진단하도록 요구하고 있다.
그 누설량도 초기에는 직경 1.0mm 정도이었으나, 지금은 직경 0.5mm 정도의 누설 진단을 순차적인 비율로 적용토록 요건을 강화하였다.
이에 대해 부압식 누설진단 방식은 진단중 시스템을 밀폐할 수 있는 개폐 밸브와 연료탱크 압력센서(5)를 장착하여 엔진 흡기관의 부압을 시스템에 인가한 후, 시스템을 밀폐한 상태에서 압력 변화를 계측하여 누설을 판정한다.
상기한 바와 같은 부압식 누설진단에 대한 순서도가 도 2에 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 온 보드(On-Board) 시스템의 누설진단 명령이 입력되었고, 누설진단 조건 성립시 퍼지 솔레노이드 밸브(2) 구동 듀티를 0%로 하여 이 퍼지 솔레노이드 밸브(2)를 강제적으로 닫는다.(단계 21,23,25)
이어서, 일정시간 T1 예컨대, 3초가 경과한 후, 캐니스터 클로즈 밸브(3)를 강제적으로 구동하여 퍼지 라인을 밀폐 상태로 만든다.(단계 27) 이때의 연료탱크(4)내의 압력값을 도 3에 도시된 바와 같이 P1로 한다.
상기한 P1 계측의 완료로부터 일정시간(T2) 예컨대, 20초 경과시의 연료탱크(4) 내의 압력값을 P2로 한다.(단계 29)
그리고 상기한 P2 계측 완료 후, 퍼지 솔레노이드 밸브(2)를 구동하여 퍼지라인에 부압을 인가한다.(단계 31)
또한 상기한 부압 인가중 연료탱크(4) 내의 압력이 일정압력(Pmin) 이하로 떨어지면 퍼지 솔레노이드 밸브(2)를 강제적으로 닫는다.(단계 33) 그런 후, 연료탱크(4) 내의 압력의 최소값을 P3으로 한다.(단계 35)
그리고 연료레벨센서 필터값 - β< 연료레벨센서값 < 연료레벨센서 필터값 + β의 조건을 만족하는지 판단하고 이에 만족하면 누설 진단을 계속한다.(단계 37)
이어서, P3 계측 후, 일정시간(T3) 예컨대, 40초경과 후, 연료탱크(4) 내의 압력값을 P4로 하고, 압력 변화량을 계산한다.(단계 39,41)
이때 상기한 압력변화량 = (P4 - P3) - (P2 - P1)의 식으로 구한다.
그리고 마지막 누설판정 단계에서는 계산된 압력 변화량이 누설량 판정기준치 이상일 경우, 누설로 판정하게 된다.(단계 43,45)
상기 단계 43의 조건에 들지 않으면 누설이 없는 정상으로 판정한다.(단계 47)
상기한 누설판정 기준치는 연료온도 및 연료탱크(4) 내의 연료량에 대한 테이블(Table(Tref))로 구성되어 있어서 해당 조건에 대해 보간법으로 계산된 누설판정기준치를 사용한다.
한편, 연료캡을 열린 상태 등의 라지 리크(large leak)에 대해서는 상기한 부압 인가중 연료탱크(4) 내의 압력이 Plarge 이하로 떨어지지 않으면 라지 리크로 판정한다. 단, 가감속 등의 운전조건 변화시 연료유동에 따른 연료탱크(4) 압력이 변화하여 (P4-P3)의 값이 커짐에 따라 정상상태(누설이 없는 상태)에 대해서 누설로 오진단하는 것을 방지하기 위해, 상기한 기간중, 일정시간 T3 기간중 연료레벨 센서(11)의 출력값이 연료레벨센서(11)의 필터값보다 일정치 이상 클 경우 누설진단을 중지한다.
그리고 만약, (연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) > β 또는 (연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) < -β 일 경우, 누설 진단을 중지한다.
또한 연료레벨센서(11)의 필터값은 다음과 같이 일정주기로 계산된다.
연료레벨센서 필터값 = (현재 연료레벨센서출력값 * α) + (전회 계산시의 연료레벨센서 필터값 * (1 - α))
그리고 미국 환경규제 OBD-II 요건상, 증발가스 시스템의 누설진단에 사용되는 부품들에 대해서도 그 부품들의 고장시 누설진단이 중지된다면, 해당 부품 각각에 대한 고장 진단을 실시하도록 규정되어 있다.
이에 따라 증발가스 누설진단의 금지조건으로 사용되는 연료레벨센서(11)의 회로의 전기적 단선, 단락, 부품 자체의 열화에 대한 고장 진단을 행하고 있다.
전기적인 단선 또는 접지단락의 경우는 연료레벨센서(11)의 출력값이 일정전압 이하일 경우 고장으로 판정하며, 전기적인 배터리전원 단락의 경우는 연료레벨센서(11)의 출력값이 일정전압 이상일 경우 고장으로 판정하고, 부품 자체의 열화는 연료레벨센서(11)의 출력값에 변동이 없을 경우 고장으로 판정하도록 구성되어 있다.
한편, 도 1의 시스템도에서 설명되지 않은 참조부호 1,6,8,9 및 10은 캐니스터, 원웨이 밸브, 필러넥(filler neck), 엔진제어 컴퓨터 및 퍼지라인 호스를 각각 나타내 보인 것이다.
그런데, 상기와 같은 종래의 기술은, 증발가스 누설진단을 위해 연료레벨센서(11)를 활용하고 있으며, 또한 누설진단에 사용되는 연료레벨센서(11)의 전기적단선, 단락, 부품의 열화에 대한 고장 진단을 실시하고 있으나, 만약 연료레벨센서 (11)의 신호선에 전기적인 노이즈(noise)가 유입되어 연료레벨센서(11)의 출력값에 변동이 생기고, 그 변동범위가 전기적인 단선단락에 대한 고장 진단 범위 내일 경우에는 연료레벨센서(11)의 고장으로 진단하지 못한다.
이럴 경우, 연료레벨센서(11) 변동 발생시 누설진단이 중지되는 조건에 따라 누설진단이 실시되지 못하므로 OBD-II 누설진단 요건을 만족시킬 수가 없으며, 또 다른 OBD-II 요건 중'노이즈' 연료레벨센서(11)에 대한 고장 진단 실시규정을 만족시키기 위해서는 연료레벨센서(11)에 전기적인 노이즈 유입 또는 센서 이상작동으로 연료레벨센서(11) 출력값에 변동이 심한 경우에 대한 고장 진단을 실시하는 것이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 연료레벨센서의 노이즈 유입에 대한 고장 검출을 행하여 OBD-II 법규 대응이 가능하도록 한 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 차량의 연료 증발가스 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.
도 2는 종래의 기술에 따른 부압식 누설진단에 대한 개략적인 순서도.
도 3은 도 1의 시간에 따른 연료탱크의 압력의 관계 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.
도 5 내지 도 8은 본 발명과 관련된 시험결과 그래프.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법은, (a) 차량의 연료레벨센서의 노이즈 고장 진단이 가능하게 된 시점부터 일정시간 동안, (연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) > β 또는 (연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) < -β가 발생한 경우에는, 노이즈 카운터를 1씩 증가시키는 단계와; (b) 일정시간 경과 후, 상기 단계 (a)에서 계산된 노이즈카운터가 고장 진단 기준치1 이상의 경우에는 임시 고장 카운터를 1씩 증가시키는 단계와; (c) 계산된 노이즈 카운터가 고장 진단 기준치1 이하의 경우에는 상기 연료레벨센서 노이즈 고장 진단에 대해서는 정상으로 판정하고, 노이즈 카운터와 임시 고장 카운터를 리셋하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4에는 본 발명에 따른 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법은, 임시 고장 카운터(CounterFault)를 리셋(Reset)(CounterFault = 0)하고, 노이즈 카운터(CounterNoise)를 리셋(CounterNoise = 0)한다.(단계 110,120)
그리고 차량의 연료레벨센서의 노이즈 고장 진단 금지조건이 성립하는지 판단한다.(단계 130)
상기 단계 130에서, 상기 노이즈 고장 진단 금지조건은, 첫째, 시동 후 일정시간 예컨대, 15초 동안은 연료레벨센서의 특성이 불안정하므로 고장 오진단을 방지하기 위해 고장 진단을 금지한다.
그리고 일정시간 동안의 차속 변화량 예컨대, 100ms 동안의 차속 변화량이 일정치 예컨대, 4kph/100ms 이상일 경우 및 그 이후 일정시간 예컨대, 10초 동안은 가감속 등의 차량 유동에 따른 연료레벨센서의 출력값 변동에 의한 고장 오진단을 방지하기 위해 고장 진단을 금지한다.
또한 일정시간 동안의 스로틀 개도 변화량 예컨대, 100ms 동안의 스로틀 개도 변화량이 일정치 예컨대, 0.4V/100ms 이상일 경우 및 그 이후 일정시간 예컨대, 10초 동안은 가감속 등의 차량 유동에 따른 연료레벨센서의 출력값 변동에 의한 고장 오진단을 방지하기 위해 고장 진단을 금지한다.
즉, 차량의 유동에 따른 연료레벨 변동이 발생할 수 있는 조건 성립시 및 그 이후 일정시간 동안은 노이즈 연료레벨센서에 대한 고장 진단을 금지한다.
도 5에는 상기한 두 번째의 고장 진단 금지에 대한 실험결과를 나타낸 그래프가 도시되어 있고, 도 6에는 고장 진단 금지에 대한 실험결과를 나타낸 그래프가 도시되어 있다.
이어서, 상기 단계 130에서 고장 진단이 금지되었다가, 상기한 고장 진단 금지조건이 성립하지 않은 경우, 고장 진단 타이머(TimeMonitor) 작동을 시작(타이머 스타트(start))한다.(단계 140)
그리고 고장 진단이 가능하게 된 시점부터 일정시간 예컨대, 10초 동안(연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) > β 또는 (연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) < -β가 발생한 경우에 노이즈 카운터(CounterNoise)를 1씩 증가시킨다.(단계 150,160)
또한 상기 연료레벨센서의 노이즈 고장 진단 금지조건이 성립하는지 판단하여, 성립하지 않는다면, 일정시간 예컨대, 10초 또는 그 이상 경과했는지 판단한다.(단계 170,180)
그리고 상기에서 계산된 노이즈 카운터가 고장 진단 기준치1(ThresholdCounter1) 예컨대, 30회 이상의 경우에는 임시 고장 카운터 (CounterFault)를 1씩 증가시킨다.(단계 190,200)
한편, 상기 단계 190에서, 계산된 노이즈 카운터가 고장 진단 기준치1 이하의 경우에는, 연료레벨센서의 노이즈 고장 진단에 대해서는 정상으로 판정한다.(단계 230) 그런 후, 상기 단계 110, 120을 수행한다.
그리고 일정시간 경과 전, 차량의 가감속 등에 의해 연료레벨센서의 노이즈 고장 진단 금지조건이 다시 성립할 경우는, 노이즈 카운터만을 리셋(Reset)하고, 상기 단계 200까지 재 수행한다.
단, 상기 임시 고장 카운터(CounterFault)가 고장 진단 기준치2(ThresholdCounter2) 예컨대, 5회 이상의 경우에는 연료레벨센서의 노이즈 고장으로 판정하고, 연료레벨센서의 노이즈 고장 진단을 중지한다.(단계 210,220)
다른 한편으로, 상기 단계 130, 170 또는 210의 조건에 따라서 상기 단계 120부터 재 수행토록 한다.
그리고 상기 단계 150의 조건을 만족하지 못하는 경우에는 바로 상기 170단계를 수행하고, 상기 단계 180에서의 조건을 만족하지 못하는 경우에는 상기 150단계부터 재 수행한다.
도 7의 그래프는 정상 연료레벨센서의 10초 동안의 특성을 나타낸 것이고, 도 8의 그래프는 연료레벨센서에 강제적으로 노이즈 성분을 인가하였을 때의 10초 동안 특성을 나타낸 것이다
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법은,연료레벨센서의 신호에 전기적인 노이즈가 유입되거나, 이 연료레벨센서의 이상작동으로 연료레벨센서 출력값에 변동이 심한 경우에 대한 고장 진단 기능을 새로이 추가한 것이다.
그리고 차량의 운전조건이 안정된 상태 즉, 일정시간 동안의 차속 변화량이 작고, 일정시간 동안의 스로틀 개도 변화량이 작을 경우는 연료의 유동이 작아서 센서 출력값의 변화량이 적지만, 누설진단을 금지시킬 정도의 노이즈 성분 유입시는 센서 출력값의 변화량이 크다는 점에 착안하여, 차량의 가감속 등의 차량 유동이 없을 경우(연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) > β 또는 (연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) < -β가 발생한 경우에 대한 카운터를 실시하고, 일정시간 동안의 카운터가 일정치 이상일 경우는 연료레벨센서의 노이즈 고장으로 판정한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
차량의 연료레벨센서의 노이즈 유입에 대한 고장 검출을 행함으로써 미국 대기환경 보전국(CARB)의 OBD-Ⅱ의 법규 대응에 적극적인 대응이 가능해진다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
Claims (4)
- (a) 차량의 연료레벨센서의 노이즈 고장 진단이 가능하게 된 시점부터 일정시간 동안, (연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) > β 또는 (연료레벨센서 출력값 - 연료레벨센서 필터값) < -β가 발생한 경우에는, 노이즈 카운터를 1씩 증가시키는 단계와;(b) 일정시간 경과 후, 상기 단계 (a)에서 계산된 노이즈 카운터가 고장 진단 기준치1 이상의 경우에는 임시 고장 카운터를 1씩 증가시키는 단계와;(c) 계산된 노이즈 카운터가 고장 진단 기준치1 이하의 경우에는 상기 연료레벨센서 노이즈 고장 진단에 대해서는 정상으로 판정하고, 노이즈 카운터와 임시 고장 카운터를 리셋하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법.
- 제1항에 있어서,상기 연료레벨센서 노이즈 고장 진단 금지조건이 다시 성립할 경우는, 노이즈 카운터만을 리셋하고, 상기 단계 (a) 내지 (c)를 반복 수행하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법.
- 제2항에 있어서,상기 연료레벨센서 노이즈 고장 진단 금지조건은 일정 시간 경과 전 차량의가감속 등에 의해 다시 성립되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법.
- 제1항에 있어서,상기 단계 (b) 및 (c)를 수행한 후, 상기 단계 (a) 내지 (c)를 반복 수행하고, 이때, 임시 고장 카운터가 고장 진단 기준치2 이상의 경우에는 상기 연료레벨센서의 노이즈 고장으로 판정하며, 상기 연료레벨센서 노이즈 고장 진단을 중지하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량의 연료레벨센서의 고장 판별방법.
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2002
- 2002-09-10 KR KR1020020054553A patent/KR20040022953A/ko not_active Application Discontinuation
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