KR20060072668A - 냉각수온센서 및 그것의 진단방법 - Google Patents

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Abstract

냉각수온센서의 스틱(Stick) 고장을 보다 정확하게 판단할 수 있도록 하며, 고장판정 영역을 확장하여 북미 OBD(On Board Diagnosis)-2 규제에 대응되는 진단이 로직으로 제공하는 것으로,
연료 분사량과 점화시기 결정에 활용하기 위한 냉각수온의 정보를 검출하여 ECU에 제공하며 단부에 배치되는 수온센서용 저항체와, 상기 클러스터용 저항체(150)는 현재의 냉각수온에 대한 정보를 클러스터에 구비되는 게이지를 통해 지시하기 위하여 냉각수온을 검출하는 클러스터용 저항체를 구비하며,
상기 수온센서용 저항체와 나란한 위치에 배치되며, ECU가 현재의 엔진이 고온영역인지 혹은 저온영역인지를 판단할 수 있도록 하는 냉각수온의 정보를 제공하는 기준용 저항체를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
냉각수온센서, 수용센서용 저항체, 기준용 저항체, OBD-2 법규

Description

냉각수온센서 및 그것의 진단방법{WATER TEMPERATURE SENSOR OF VEHICLE AND THE DIAGNOSIS THEREOF}
도 1은 종래의 냉각수온센서의 구조를 도시한 단면도.
도 2는 종래의 냉각수온센서와 ECU의 결선관계를 도시한 도면.
도 3은 종래의 냉각수온센서의 자기진단을 수행하는 일 실시예의 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 냉각수온센서의 구조를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 냉각수온센서와 ECU의 결선관계를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따라 냉각수온센서의 자기진단을 수행하는 일 실시예의 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 ; 냉각수온센서 110 : 수온센서용 저항체
130 : 기준용 저항체 150 : 클러스터용 저항체
170 : 컨넥터
본 발명은 차량용 냉각수온센서에 관한 것으로, 더 상세하게는 냉각수온센서 에 기준용 저항체를 더 구성하여 스틱(Stick) 고장을 보다 정확하게 판단할 수 있도록 하며, 고장판정 영역을 확장하여 북미 OBD(On Board Diagnosis)-2 규제에 대응되는 진단이 제공되도록 하는 냉각수온센서 및 그것의 진단방법에 관한 것이다.
북미/유럽에서는 환경보호의 일환으로 차량에 대하여 OBD-2/EOBD 법규를 적용하고 있으며, 이들 법규들은 각 차량 제작업체들에게 배출가스에 영향을 주는 센서류 및 액츄에이터들에 대해서 고장진단을 하여 고장시에는 엔진 경고등의 점등을 통해 운전자에게 경고하여, 고장난 부품들의 수리 교환을 통해 대기 오염을 방지하고자 하고 있다.
이들 OBD 법규들은 각 센서나 액츄에이터의 ECU와 연결된 결선부분의 단선/단락된 상태를 자기 진단하는 초기 OBD-1의 규제를 벗어나 현재는 배출가스 관련 시스템도 자기 진단하여 배출가스가 규제치의 1.5배를 초과하는 경우 고장으로 판정하도록 하는 OBD-2의 규제를 적용하고 있으며, 이러한 배출가스 관련한 OBD 법규가 더욱 강화될 적용될 전망이다.
전자 제어시스템이 적용되는 엔진에서 최적의 연료 분사량과 분사시기를 결정하기 위해서는 시스템의 각 부위에 장착되어 있는 각각의 센서에서 출력되는 정보, 즉 흡입 공기량, 압력, 스로틀 개도, 차량의 부하 및 냉각수온 등의 정보를 이용하는데, 여기서 냉각수온의 정보는 흡입 공기량에 따른 점화시기의 진각 및 지각 제어에 사용되는 정보로 엔진의 안정성 유지에 중요한 요소이다.
종래의 냉각수온센서 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 단부의 하나의 수온센서용 저항체(11)가 배치되고, 상기 수온센서용 저항체(11)의 상부 소정위치에 클 러스터용 저항체(13)가 배치되며, 도 2에 도시된 바와 같이 수온센서용 저항체(11)는 컨넥터(15)의 접속을 통해 ECU(20)에 연결되고, 클러스터용 저항체(13)는 컨넥터(15)의 접속을 통해 클러스터내에 구비되는 수온 게이지에 연결된다.
상기 수온센서용 저항체(11)는 현재의 냉각수온에 대한 정보를 ECU(20)에 제공함으로써, ECU(20)로 하여금 엔진 제어시 연료 분사량과 점화시기의 결정에 활용하도록 한다.
상기 클러스터용 저항체(13)는 현재의 냉각수온에 대한 정보를 클러스터에 구비되는 게이지를 통해 운전자에게 지시될 수 있도록 한다.
이와 같이 냉각수온센서(10)는 ECU(20)에서 연료 분사량 및 점화시기를 결정 제어하는데 필요한 가장 중요한 센서중의 하나로써 배출가스 부분에 상당한 영향을 주고 있다.
따라서 냉각수온센서(10)에 대한 OBD-2 법규는 수온센서의 단선/단락 여부 및 센서의 성능에 대해서도 자기진단을 실시하고 있다.
이에 대하여 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
엔진의 시동이 온에 ECU(20)는 시간의 경과에 따라 변화되는 냉각수온을 검출하여(S10) 냉각수온센서(10)의 모니터링 조건을 만족하는지를 판단한다(S20).
상기 모니터링 조건을 만족하지 않으면 상기 S10의 과정으로 리턴되고, 모니터링 조건을 만족하면 냉각수온의 최대값(WTmax)과 최소값(WTmin)을 검출한 다음 최대값(WTmax)과 최소값(WTmin)의 차이를 연산하여(S30), 연산된 결과의 절대값이 설정된 기준온도, 바람직하게는 1℃ 이하의 값을 갖는지를 판단한다(S40).
상기 S40의 판단에서 연산된 결과의 절대값이 설정된 기준온도 이상을 유지하는 것으로 판단되면 냉각수온센서(10)의 정상으로 판정하고(S70), 이하의 값을 갖는 상태이면 그 상태의 지속이 설정된 일정시간, 바람직하게는 300sec 이상 지속되고 있는지를 판단한다(S50).
상기 S50에서 설정된 일정시간 이상 지속되고 있는 상태이면 ECU(20)는 냉각수온센서(10)의 스틱으로 인한 고장으로 판정하여 클러스터에 구비되는 경고 램프를 점등시켜 냉각수온센서(10)의 고장으로 경보한다(S60).
전술한 종래의 진단방법으로는 현재 북미 OBD-2 규정에서 요구하는 냉각수온센서의 스틱이 엔진의 고온영역 혹은 저온영역에서 발생되었는지를 판단할 수 없어 북미 OBD-2의 법규에서 규정하는 사항을 만족시킬 수 없는 문제점이 있다.
북미 OBD-2의 법규 항목중 (C), (D)의 요구 사항은 타 OBD-2 고장진단 항목에 관여하는 냉각수온센서의 온도값이 비정상적인 값을 표시하면 이는 에미션(Emission)에 절대적인 영향을 미치는 관계로, 하기의 항목 들에 대하여 고장 진단해야 한다라고 정의되어 있다.
① 엔진 상태가 난기가 되어 연료 피드백(Feed Back)에 의해 정상적으로 연료제어가 되어야 하지만 냉각수온센서의 이상으로 연료 피드백 판정 온도 조건 이하에서 스택된 온도 신호를 ECU에 전달할 때, ② 엔진 상태가 연료 피드백 조건이 아닌데도 불구하고 냉각수온센서의 온도 출력값이 연료 피드백 판정 온도이상에서 스택됨에 따라 ECU가 비정상적인 연료 피드백 제어를 할 때 정상적인 연료제어가 불가하여 에미션에 영향을 주므로, 냉각수온센서의 스틱이 저온영역 혹은 고온영역 에서 발생되었는지에 대하여 자기 진단하여야 한다.
따라서, OBD-2 규제를 만족시키기 위하여 각 EMS(Engine Management System) 업체는 다각적으로 개발하고 있으나, 차량이나 엔진의 편차 등에 의해 명확하지 정립되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 현재의 엔진조건이 고온영역에 있는지 저온영역에 있는지를 구분하기 위한 기준용 저항체를 냉각수온센서에 더 추가하여, 냉각수온센서를 자기 진단함에 있어 스틱 고장이 저온영역에서 발생되었는지 고온영역에서 발생되었는지를 정확하게 판정할 수 있도록 함으로써 북미 OBD-2의 강화된 법규를 만족하는 자기 진단이 수행되도록 한 것이다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 연료분사량과 점화시기 결정에 활용하기 위한 냉각수온의 정보를 검출하여 ECU에 제공하며 단부에 배치되는 수온센서용 저항체와; 상기 클러스터용 저항체(150)는 현재의 냉각수온에 대한 정보를 클러스터에 구비되는 게이지를 통해 지시하기 위하여 냉각수온을 검출하는 클러스터용 저항체를 구비하며,
상기 수온센서용 저항체와 나란한 위치에 배치되며, ECU가 현재의 엔진이 고온영역인지 혹은 저온영역인지를 판단할 수 있도록 하는 냉각수온의 정보를 제공하는 기준용 저항체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각수온센서를 제공한다.
또한, 본 발명은 이그니션 접접의 온 혹은 엔진 시동이 온되면 수온센서용 저항체 및 기준용 저항체와 ECU간의 연결에 단락/단선이 있는지를 판단하는 과정과; 상기에서 단락/단선이 검출되지 않으면 수온센서용 저항체의 검출값과 기준용 저항체의 검출값을 설정시간 간격으로 판독하는 과정과; 상기의 판독횟수가 설정된 기준횟수를 초과하였는지를 판단하여, 기준횟수를 초과한 상태이면 수온센서용 저항체의 검출값과 기준용 저항체의 검출값을 평균화하는 과정과; 상기 평균화된 수온센서용 저항체의 검출값에서 기준용 저항체의 검출값을 차 연산한 결과의 절대값이 설정된 기준 % 이하인지를 판단하는 과정 및; 상기 연산된 결과의 절대값이 기준 % 이하이면 냉각수온센서의 정상으로 판정하고, 기준 % 이상이면 고장으로 판정하여 그에 대한 고장 코드를 출력하여 일시 저장하며, 고장 판정의 연속이 설정된 횟수 반복되면 경고등의 점등과 동시에 고장 코드를 기억하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수온센서의 진단방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 냉각수온센서는, 단부에 수온센서용 저항체(110)와 기준용 저항체(130)가 각각 배치되고, 소정의 위치에 클러스터용 저항체(150)가 배치되며, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 수온센서용 저항체(110)와 기준용 저항체(130)는 컨넥터(170)의 접속을 통해 ECU(200)에 연결되고, 클러스터용 저항체(150)는 컨넥터(170)의 접속을 통해 클러스터내에 구비되는 수온 게이지에 연결된다.
상기 수온센서용 저항체(110)는 현재의 냉각수온에 대한 정보를 ECU(200)에 제공함으로써, ECU(200)로 하여금 엔진 제어시 연료 분사량과 점화시기의 결정에 활용하도록 한다.
또한, 상기 기준용 저항체(130)는 현재의 냉각수온에 대한 정보를 ECU(200)에 제공함으로써, ECU(200)로 하여금 현재의 엔진이 고온영역인지 혹은 저온영역인지를 판단하도록 한다.
상기 클러스터용 저항체(150)는 현재의 냉각수온에 대한 정보를 클러스터에 구비되는 게이지를 통해 운전자에게 지시될 수 있도록 한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명에 따른 냉각수온센서의 진단 수행에 대하여 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
이그니션 키 접점의 온 또는 엔진의 시동이 온을 검출되면(S101), ECU(200)는 엔진 제어에 사용되는 수온센서용 저항체(110)와의 연결에 단선/단락이 발생되었는지를 판단한다(S102).
상기 S102의 판단에서 수온센서용 저항체(110)와의 ECU(200)간의 연결에 단선/단락이 발생되지 않은 상태이면 엔진이 저온영역인지 혹은 고온영역인지를 판단하기 위한 기준용 저항체(130)와의 연결에 단선/단락이 발생되었는지를 판단한다(S103).
상기 S103의 판단에서 기준용 저항체(130)와 ECU(200)간의 연결에 단선/단락이 발생되지 않은 상태이면 수온센서용 저항체(110)에서 검출되는 냉각수온의 값과 기준용 저항체(130)에서 검출되는 냉각수온의 값을 설정된 시간간격, 예를 들어 20 초 간격으로 판독한다(S104)(S105).
이후, 상기의 판독 횟수가 설정된 기준횟수, 바람직하게는 20회를 초과하였는지를 판단하여(S106) 설정된 기준횟수를 초과하지 않은 상태이면 상기 S104 및 S105의 과정으로 반복하고, 설정된 기준횟수를 초과한 것으로 판단되면 수온센서용 저항체(110)에서 판독된 냉각수온을 평균화하고 기준용 저항체(130)에서 판독된 냉각수온을 평균화한 다음 수온센서용 저항체(110)에서 판독된 냉각수온의 평균값에서 기준용 저항체(130)에서 판독된 냉각수온의 평균값을 차 연산한 결과의 절대값이 설정된 기준 %, 바람직하게는 10% 이하의 값을 갖는지를 판단한다(S107).
상기 S107에서 연산 결과의 절대값이 기준 % 이하의 값을 갖는 상태이면 냉각수온센서에 대하여 정상으로 판정한다(S108).
그러나, 상기 S102 및 S103의 판단에서 수온센서용 저항체(110) 혹은 기준용 저항체(130)와 ECU(200)의 연결에 단선/단락이 검출되면 냉각수온센서의 고장으로 판정하여 그에 대한 고장코드를 임시저장소에 저장함과 동시에 고장 판정 플래그를 셋팅한다(S109).
이후, 상기 고장 판정의 연속이 설정된 기준횟수, 바람직하게는 2회 이상 반복되었는지를 판단하여(S110), 기준횟수 이상 반복되었으면 엔진 경고등을 점등시킴과 동시에 고장 코드를 메모리에 저장한다(S111).
또한, 상기 S107의 판단에서 수온센서용 저항체(110)에서 판독된 냉각수온의 평균값에서 기준용 저항체(130)에서 판독된 냉각수온의 평균값을 차 연산한 결과의 절대값이 설정된 기준 % 이상의 값을 갖는 경우 냉각수온센서의 고장으로 판정하여 고장 상황에 맞는 고장코드, 즉 엔진이 저온영역인지 혹은 고온영역인에 대한 고장코드를 발생시켜 임시저장소에 저장함과 동시에 고장 판정 플래그를 셋팅한다(S109).
이후, 상기 고장 판정의 연속이 설정된 기준횟수, 바람직하게는 2회 이상 반복되었는지를 판단하여(S110), 기준횟수 이상 반복되었으면 엔진 경고등을 점등시킴과 동시에 고장 코드를 메모리에 저장한다(S111).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 냉각수온센서에 엔진의 온도 영역을 판정할 수 있도록 하는 기준용 저항체를 더 구비하여, 냉각수온센서의 고장에 대한 자기진단과 고장발생 영역을 정확하게 판정함으로써 강화된 OBD-2의 법규를 만족하는 자기진단이 제공된다.

Claims (3)

  1. 연료분사량과 점화시기 결정에 활용하기 위한 냉각수온의 정보를 검출하여 ECU에 제공하며 단부에 배치되는 수온센서용 저항체와;
    상기 클러스터용 저항체(150)는 현재의 냉각수온에 대한 정보를 클러스터에 구비되는 게이지를 통해 지시하기 위하여 냉각수온을 검출하는 클러스터용 저항체를 구비하며,
    상기 수온센서용 저항체와 나란한 위치에 배치되며, ECU가 현재의 엔진이 고온영역인지 혹은 저온영역인지를 판단할 수 있도록 하는 냉각수온의 정보를 제공하는 기준용 저항체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각수온센서.
  2. 이그니션 접접의 온 혹은 엔진 시동이 온되면 수온센서용 저항체 및 기준용 저항체와 ECU간의 연결에 단락/단선이 있는지를 판단하는 과정과;
    상기에서 단락/단선이 검출되지 않으면 수온센서용 저항체의 검출값과 기준용 저항체의 검출값을 설정시간 간격으로 판독하는 과정과;
    상기의 판독횟수가 설정된 기준횟수를 초과하였는지를 판단하여, 기준횟수를 초과한 상태이면 수온센서용 저항체의 검출값과 기준용 저항체의 검출값을 평균화하는 과정과;
    상기 평균화된 수온센서용 저항체의 검출값에서 기준용 저항체의 검출값을 차 연산한 결과의 절대값이 설정된 기준 % 이하인지를 판단하는 과정 및;
    상기 연산된 결과의 절대값이 기준 % 이하이면 냉각수온센서의 정상으로 판정하고, 기준 % 이상이면 고장으로 판정하여 그에 대한 고장 코드를 출력하여 일시 저장하며, 고장 판정의 연속이 설정된 횟수 반복되면 경고등의 점등과 동시에 고장 코드를 기억하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수온센서의 진단방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수온센서용 저항체 혹은 기준용 저항체와 ECU의 연결에 단선/단락이 검출되면 고장으로 판정하여 그에 대한 고장 코드를 출력하여 일시 저장하며, 고장 판정의 연속이 설정된 횟수 반복되면 경고등의 점등과 동시에 고장 코드를 기억하는 것을 특징으로 하는 냉각수온센서의 진단방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102393964B1 (ko) * 2020-11-11 2022-05-04 주식회사 하이스마트 센서를 이용한 haccp 관리 시스템

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