KR20070037252A - 연료 탱크의 리크 진단 방법 - Google Patents

Abstract

연료 탱크 내의 누설 크기를 정확하게 산출하기 위한 연료 탱크의 리크 진단 방법이 개시되어 있다. 일반적인 연료 탱크의 누설 크기 연산은 1회 실시하게 되고, 이때 연료가 고 휘발성 특성을 가지며 또는 연료 온도가 고온인 경우 실제 리크 크기보다 연산된 리크의 크기가 큰 경우가 종종 발생하였다. 따라서 기존 방법으로 연료 탱크 시스템의 누설 판정을 정확하게 할 수 없는 문제점이 종종 발생하였다. 본 발명에 의하면, 퍼지 밸브의 열림을 통해 하강하는 연료 탱크 내의 압력 기울기를 산출한 후 이 압력 기울기의 변화폭을 연산하고 이 연산된 압력 기울기의 변화폭이 미리 설정된 진단 허용치 이상인 경우 리크 크기 산출을 정지함으로써, 고휘발성 연료 또는 고온의 유온에 따라 발생된 증발가스의 과다로 인해 저하된 연료 탱크 내의 누설 크기 연산에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

자동차, 연료 탱크, 누설 진단

Description

연료 탱크의 리크 진단 방법{METHOD FOR DIAGNOSING LEAK OF FUEL TANK }

도 1은 본 발명이 적용되는 장치의 구성을 보인 도이다.

도 2는 본 발명에 따른 흐름도이다..

도 3은 도 2의 각부의 출력신호를 도시된 파형도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

26 : 엔진 전자 제어기

본 발명은 연료 탱크의 리크 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료 탱크의 리크 진단 결과에 대한 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

일반적인 자동차는 연료 탱크, 연료 탱크의 적소에 의하여 공기압을 체크한 후 전기적인 신호를 발생하는 압력 센서, 상기 압력 센서에서 검출된 감지 신호에 따라 퍼지 시스템의 전체 동작을 제어하는 엔진 전자 제어기, 상기 연료 탱크에서 발생되어 배출관을 통해 유입되는 연료 증발 가스를 포집하여 대기중으로 방출하는 것을 방지하기 위한 캐니스터, 상기 엔진 전자 제어기의 제어 신호에 의해 구동하 여 캐니스터에서 발생되어 공급관을 통해 유입되는 연료 가스를 제어하는 퍼지 제어 밸브, 상기 퍼지 제어 밸브에서 발생되어 배출관을 통해 유입되는 연료 가스를 엔진에 균등하게 분배하여 유입하는 서지 탱크로 이루어진다. 여기서, 상기 캐니스터는 연료 탱크(20) 안의 증발 가스를 저장하는 곳이며 탄소로 구성된 할성탄으로 가등 채워져 있다.

엔진에 시동을 걸면, 연료 탱크에서 발생된 연료 증발 가스가 호스를 통해 캐니스터에 유입되고, 이 연료 증발 가스가 유입된 캐니스터는 솔레노이드 밸브에 의해 유입된 연료 가스를 포집하여 연료 호스를 통해 퍼지 제어 밸브로 유입한다. 상기 퍼지 제어 밸브는 상기 엔진 전자 제어기의 제어 신호에 의해 구동되어 상기 유입된 연료 가스를 배기구를 통해 서지 탱크로 유입하게 되고, 상기 서지 탱크는 유입된 연료 가스를 균등하게 분배하여 엔진의 연소실로 유입한다.

한편 엔진 전자 제어기는 퍼지 시스템의 누설 여부를 검진하는 단계를 거치는 데 이는 엔진이 공회전 상태에서 캐니스터 차단 벨브를 닫아 퍼지 시스템 전체를 외부 대기압과 밀폐시키면 연료 탱크 내부는 진공이 형성되고 일정 시간동안 진공 상태가 형성된 후 엔진 전자 제어기는 퍼지 제어 밸브를 제어하여 닫아주고 연료 탱크 내의 압력 변화를 체크하게 된다. 이 압력 변화를 엔진 전자 제어기가 계산하여 퍼지 시스템의 누설 여부를 판정하는데 이때 연료 탱크 압력 센서가 압력을 감지하는 역할을 한다. 따라서 전자 제어기가 이 누설 검진단계를 체크하기 전에 압력 센서가 정상인지 아닌지의 고장 유무를 사전에 먼저 판단할 필요가 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 퍼지 시스템의 이상 유무를 감지하기 위한 부품 중 하나는 연료 탱크내의 압력을 감지는 압력 센서이며, 상기 압력 센서는 통상의 센서 소자인 다이어 프램으로 구비되며, 연료 탱크 안의 압력은 다이오 프램의 위쪽 방향을 작용하고, 대기압은 반대 방향으로 작용한다. 이 다이어 프램의 편향은 압력 차이에 의해 감지된다. 예를 들어 연료 탱크내의 압력이 통상 대기압인 경우 압력 센서는 2.5V의 감지 신호를 출력하고, 대기압 보다 부압인 경우 2.5V 이하의 감지 신호를, 가입인 경우 2.5V 이상이 감지 신호를 출력한다.

연료 탱크내의 압력 센서의 고장 유무는 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.

즉, 상기 압력 센서의 감지 신호는 통상 0V-5V 사이의 값을 가지며, 상기 압력 센서의 전원 공급 선인 5V 또는 12V의 단락 시 엔진 전자 제어기는 5V의 압력 센서의 감지 신호가 입력되고, 전원 접지 선의 단락 시 엔진 전자 제어기에는 0V의 입력 센서의 감지 신호가 입력된다. 그러므로, 감지 신호가 4.8V 이상이거나 0.3V 이하인 상태로 소정 시간(통상 10초) 동안 엔진 전자 제어기에 입력되는 경우 엔진 전자 제어기는 상기 압력 센서의 고장으로 판단한다.

한편, 연료 탱크내의 압력이 통상 대기압인 경우 압력 센서는 2.5V의 감지 신호를 출력하고, 대기압 보다 부압인 경우 2.5V 이하의 감지 신호를, 가입인 경우 2.5V 이상이 감지 신호를 출력하도록 구비되어 있으나, 주행 중 일정한 감지 신호가 엔진 전자 제어기에 입력되는 경우 엔진 전자 제어기는 고정된 감지 신호(STUCK SIGNAL)라 판정하여 상기 압력 센서의 고장으로 판단한다.

또한, 자동차의 일정 시간 주행한 후 정지한 경우 상기 압력 센서의 감지 신 호가 노이즈 신호로 엔진 전자 제어기에 입력되는 경우, 상기 엔진 전자 제어기는 압력 센서의 감지 신호를 노이즈 신호로 판정하여 압력 센서의 고장으로 판단한다.

그런데, 엔진 전자 제어기는 연료 탱크 내의 압력이 대기압으로 압력센서의 신호가 2.5V 를 중심으로 +/- 0.2V에 존재할 때 연료 탱크 내의 누설(리크)을 감지한다.즉, 차량의 주행이 시작한 후 정지되는 동안 연료 탱크 내의 가스를 퍼지하게 되고, 주행 중 퍼지 밸브를 제어를 통해 연료 탱크 내의 압력을 감소시키고, 이후 압력 상승폭을 측정하여 연료 탱크의 리크 크기를 연산하였다.

이러한 일반적인 연료 탱크의 누설 크기 연산은 고휘발성 연료 또는 유온이 설정치 이상인 경우 포집된 증발 가스가 증가되어 실제 리크 크기보다 연산된 리크의 크기가 큰 경우가 종종 발생하였다. 따라서 기존 방법으로 연료 탱크 시스템의 누설 판정을 정확하게 할 수 없는 문제점이 종종 발생하였다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 퍼지 밸브의 열림을 통해 하강하는 연료 탱크 내의 압력 기울기를 산출한 후 이 압력 기울기의 변화폭을 연산하고 이 연산된 압력 기울기의 변화폭이 미리 설정된 진단 허용치 이상인 경우 리크 크기 산출을 정지함으로써, 고휘발성 연료 또는 고온의 유온에 따라 발생된 증발가스의 과다로 인해 저하된 연료 탱크 내의 누설 크기 연산에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 연료 탱크의 리크 진단 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 탱크의 리크 진단 방법은

a) 연료 탱크 내의 리크 진단 조건을 만족하는 지를 체크하고, 연료 탱크의 리크 진단 조건이 만족하는 경우 퍼지 밸브를 열어 연료 탱크 내의 압력을 하강시키는 단계;

b) 상기 a) 단계에서 압력 하강이 시작되는 곳에서부터 미리 정해진 소정 시간의 경과 후 수신된 압력을 시작점으로 설정하여 하강하는 연료 탱크의 연료압의 기울기를 산출한 후 산출된 연료압 기울기의 변화폭을 연산하는 단계;

c) 상기 b) 단계에서 상기 연료압이 미리 설정된 제1 소정치 이하이면 상기 연료압의 기울기 연산을 중단하고 압력 센서에서 리크 크기를 연산하는 단계; 및

d) 상기 b) 단계를 통해 산출된 연료압 기울기의 변화폭이 제2 소정치 이하인 지를 체크하여 제2 소정치 이하인 경우 리크 크기 산출을 위한 연산을 실행하는 단계를 포함한다.

상기 a) 단계의 제1 소정치는 15 hPa이며, 상기 d) 단계의 제2 소정치는 성가 a) 단계의 리크 진단 조건 중 연료 레벨이 제1 설정치 이하인 경우 2.2 hPa/sec, 연료 레벨이 제1 설정치 이상 제2 설정치 이하인 경우 4.5 hPa/sec 이다.

상기 연료 레벨의 제1 설정치는 15%이하이고, 제2 설정치는 80%이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 퍼지 밸브의 열림을 통해 하강하는 연료 탱크 내의 압력 기울기를 산출한 후 이 압력 기울기의 변화폭을 연산하고 이 연산된 압력 기울기의 변화폭이 미리 설정된 진단 허용치 이상인 경우 리크 크기 산출을 정지함으로써, 고휘발성 연료 또는 고온의 유온에 따라 발생된 증발가스의 과다로 인해 저하된 연료 탱크 내의 누설 크기 연산에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 연료 탱크의 리크 진단 방법이 적용되는 엔진제어장치의 구성을 보인 도이다. 본 발명에 따른 엔진 제어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 흡기관(11)에 의해 서지 탱크(12)를 통하여 엔진(13)의 흡기 포토에 연결되어 있다. 상기 흡기관(11)에는 스로틀 밸브(14)가 설치된다. 연료 탱크(15)는 배출관(16)을 통해 캐니스터(17)가 연결되고, 이 캐니스터(17)는 퍼지 제어 밸브(18)를 구비한 공급관(19)을 통해 흡기관(11)에 연결되는 동시에 캐니스터 차단 밸브(20)를 구비한 배출관(21)이 연결된다. 이 배출관(21)의 선단 부에는 필터(22)가 부착된다. 또한 이 캐니스터(17)는 연료 탱크(15)내에서 발생된 증발 가스(HC 등의 유해물질)를 일시적으로 저장한 후 엔진(13)의 운전 중에 부합에 의해 흡기관(11)에 흡입시키는 것이다. 그러므로, 연료 탱크(15), 배출관(16), 캐니스터(17), 공급관(19), 및 배출관(21) 순으로 상기 연료 가스의 증발 경로가 형성된다.

또한, 연료 탱크(15)에는 연료 잔량을 감지하는 잔량 감지 수단으로 레벨 센서(23)와 연료 온도를 검출하는 온도 센서(24)와 증발 경로내의 압력을 검출하는 압력 센서(25)가 설치되어 있으며, 각 센서들(23, 24, 및 25)은 엔진 전자 제어기(26)에 접속되고, 엔진 전자 제어기(26)는 각 센서들로부터 입력되는 감지 신호에 따라 연료 분사, 점화 시기 및 아이들 공기량을 조절하여 엔진을 최적의 상태로 제 어하고, 자동차의 각 부품의 고장 여부를 판정한다. 이때 상기 각 부품의 고장 여부는 시각적 또는 청각적으로 운전자에게 인식된다.

상기 본 발명의 실시 예에서 연료 탱크의 리크 크기는, 상기 퍼지 제어 밸브(18)가 열려 있으며 서지 탱크(12)의 진공으로 인해 연료 탱크(15) 내의 부압을 형성하고, 소정 시간 경과 후 퍼지 제어 밸브를 닫은 후 연료 탱크(15) 내의 압력 상승분을 통해 산출된다.

상기와 같은 연료 탱크의 리크 진단을 위한 조건은 다음과 같다.

우선, 차량의 주행 속도가 10km/h이하이고, 베터리 전압이 10V 이상 16V이하이며, 엔진의 정상적으로 연소되고, 대기압이 750hPa 이상이며, 캐니스터 내의 잔여 가스가 0.38이하이고, 냉각수 온도가 50이상 142도씨 이하이고, 대기 왼도가 8도 이상 62도 이하이며, 연료 레벨이 80%이하이고, 퍼지 밸브를 소정 시간 이상 열림 상태로 유지되며, 연료 탱크 압력 값이 11 hPa 이상 4hPa 이하이고, 기타 센서 들의 에러가 발생되지 않는 경우 연료 탱크의 진단을 실행한다.

도 2는 본 발명에 따른 연료 탱크의 리크 진단 과정을 보인 플로우 챠트이고, 도 3은 본 발명에 있어 진단 허용치를 결정하기 위해, 연산된 변화폭을 보인 파형도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 연료 탱크의 리크 진단 과정을 설명한다.

우선, 상기 엔진 전자 제어기(26)는 상기 센서들의 신호들을 수신하여(단계 101) 연료 탱크(15) 내의 리크 진단 조건을 만족하는 지를 체크하고(단계 103), 상기 조건을 만족하는 경우 퍼지 밸브를 열어 연료 탱크 내의 압력을 하강시킨다(단 계 105).

이어 상기 엔진 전자 제어기(26)는 상기 단계(105)를 통해 하강하기 시작하는 지점에서 정해진 시간의 경과 후 연료압을 초기 값으로 정하여 연료압 기울기의 변화폭을 연산한다(단계 109). 상기 연료압 기울기 변화폭은 현재 연료압 기울기와 이전 연료압 기울기의 차로 연산된다.

그리고, 상기 엔진전자 제어기(26)는 상기 단계(105)를 통해 연료압이 미리 설정된 제1 소정치(-15hPa) 이하인 지를 체크하고(단계 111) 여기서, 연료압이 제1 소정치 이하이고, 또한, 연산된 연료압 기울기가 상기 제2 소정치 이하인 진단 허용치 이 내에 존재하는 경우 리크 크기 산출을 위한 연산을 실행한다(단계 119).

여기서, 상기 진단 허용치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 유온의 온도가 높을수록 또는 휘발성이 높은 연료(알코올 연료)일수록 연료압 기울기의 감소폭이 커지며, 이 커지는 연료압 기울기의 감소폭을 기초로 설정된다. 즉, 상기 연료압이 제1 소정치 이상이면 연료압이 소정치 이하라고 판단(단계 111) 될 때까지 압력의 하강은 계속 진행된다.

상기 단계(119)를 통해 연료압 기울기의 변화폭이 진단 허용치 이내에 존재하지 않는 경우 연료 탱크의 리크 크기 연산을 중지한 후 상기 단계(101)로 진행한다.

여기서, 상기 연료 탱크 내의 리크 진단 및 리크 크기 연산 과정을 통상적인 과정이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 퍼지 밸브의 열림을 통해 하강하는 연료 탱크 내의 압력 기울기를 산출한 후 이 압력 기울기의 변화폭을 연산하고 이 연산된 압력 기울기의 변화폭이 미리 설정된 진단 허용치 이상인 경우 리크 크기 산출을 정지함으로써, 고휘발성 연료 또는 고온의 유온에 따라 발생된 증발가스의 과다로 인해 저하된 연료 탱크 내의 누설 크기 연산에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 싱기한 실시예에 한정되지 아니하며 다만 이하의 특허 청구 범위에 의해 한정되며, 본 발명의 오지를 벗어남이 없이도 당해 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태로 변형될 수 있다.

Claims (4)

1. a) 연료 탱크 내의 리크 진단 조건을 만족하는 지를 체크하고, 연료 탱크의 리크 진단 조건이 만족하는 경우 퍼지 밸브를 열어 연료 탱크 내의 압력을 하강시키는 단계;

   b) 상기 a) 단계에서 압력 하강이 시작되는 곳에서부터 미리 정해진 소정 시간의 경과 후 수신된 압력을 시작점으로 설정하여 하강하는 연료 탱크의 연료압의 기울기를 산출한 후 산출된 연료압 기울기의 변화폭을 연산하는 단계;

   c) 상기 b) 단계에서 상기 연료압이 미리 설정된 제1 소정치 이하이면 상기 연료압의 기울기 연산을 중단하고 압력 센서에서 리크 크기를 연산하는 단계; 및

   d) 상기 b) 단계를 통해 산출된 연료압 기울기의 변화폭이 제2 소정치 이하인 지를 체크하여 제2 소정치 이하인 경우 리크 크기 산출을 위한 연산을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 리크 진단 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 a) 단계의 제1 소정치는 15 hPa인 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 리크 진단 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 d) 단계의 제2 소정치는, 상기 a) 단계의 리크 진단 조건 중 연료 레벨이 제1 설정치 이하인 경우 2.2 hPa/sec, 연료 레벨이 제1 설정치 이상 제2 설정치 이하인 경우 4.5 hPa/sec 인 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 리크 진단 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 연료 레벨의 제1 설정치는 15%이하이고, 제2 설정치는 80%이하인 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 리크 진단 방법.

Images