KR20070074970A - 자동차의 고장 진단 방법 - Google Patents

Abstract

연료 탱크 내의 압력의 변화를 기초로 연료 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브 증 하나 이상의 고장을 정확하게 진단할 수 있도록 한 자동차의 고장 진단 방법이 개시되어 있다. 이러한 종래 기술의 증발 가스의 누설 진단은, 연료 센서에 의해 제공된 연료 탱크 내의 압력값이 소정 범위 (-11hPa 이상 4hPa 이하)일 때 가능하고, 누설 진단 도중에 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브의 고장을 진단한다. 따라서, 상기 연료 탱크 내의 압력값이 소정 범위 (-11hPa 이상 4hPa 이하)를 벗어나는 경우에는 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브의 고장을 진단할 수 없었다. 본 발명에 의하면, 엔진 시동 직후에서 퍼지 밸브가 작동하기 전까지 또는 퍼지 벨브가 작동하기 시작하는 순간에, 압력 센서의 엔진 시동시 초기 값과 퍼지 중지 조건 또는 퍼지 조건에서의 압력값의 변화량을 기초로 상기 압력 센서의 저압 또는 고압 고착. 상기 퍼지 밸브의 고착, 또는 상기 캐니스터 차단 밸브의 고착을 정확하게 진단함으로써, 상기 압력 센서의 압력값이 소정 범위를 벗어나는 경우에도 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브의 고착을 신속하게 진단할 수 있게 한다.

자동차, 연료 탱크, 증발 가스, 누설 진단, 퍼지 밸브

Description

자동차의 고장 진단 방법{METHOD FOR DIAGONSING ERROR OF CAR}

도 1은 일반적인 자동차의 연료탱크 내의 내부 압력을 보인 도이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 자동차의 구성을 보인 도이다.

도 3은 도 2에 도시된 각 부의 출력 신호를 보인 파형도이다.

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 고장 진단 과정을 보인 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 흡입관 12 : 서지 탱크

13 : 엔진 14 : 스로틀 밸브

15 : 연료 탱크 16 : 배출관

17 : 캐니스터 18 : 캐니스터 퍼지 밸브

19 : 공기 공급관 20 : 캐니스터 차단 밸브

21 : 공기 배출관 22 : 필터

23 : 레벨 센서 24 : 온도 센서

25 : 압력 센서 26 : 엔진 제어부

본 발명은 자동차의 고장 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 증발 가스에 대한 누설 진단 이전에 수신되는 압력 센서의 초기 압력값 및 퍼지 중의 압력값의 변화를 기초로 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브 중 적어도 하나 이상의 고착을 진단할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 내연기관 엔진은 연료와 공기를 엔진에서 연소시킴으로써 동력을 발생하는 장치이며, 따라서 이러한 내연기관 엔진의 동력을 이용하는 자동차는 엔진에 공급하기 위한 연료를 저장하는 연료탱크를 구비하고 있다.

상기 연료탱크에 저장된 연료는 그 휘발성의 정도에 따라 달라지기는 하겠으나, 시간이 경과함에 따라 증발함으로써 증발가스를 배출하게 되고, 이러한 증발가스가 외기로 배출되는 경우에는, 연료의 낭비뿐만 아니라 연소되지 않은 가스의 배출로 인한 공해가 발생된다.

따라서 현대의 자동차는 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 엔진에 공급하는 증발가스 제어 시스템을 구비하고 있으며, 이러한 증발가스 제어 시스템은 자동차의 연료를 저장하는 연료탱크, 상기 연료탱크와 관로로 연결되어 상기 연료탱크에서 발생된 증발가스를 포집하는 증발가스 포집기, 및 상기 증발가스 포집기의 증발가스를 상기 자동차의 엔진에 공급하는 공급관로를 포함한다.

그런데, 이러한 증발가스 제어 시스템에 누설(leakage)이 생기는 경우에는 증발가스에 의한 공해를 막을 수 없으므로, 자동차 메이커는 상기 증발가스 제어 시스템의 누설을 검출하는 방법을 강구하고 있다.

그 일 예로는, 차량이 정차하였을 때 상기 증발가스 제어 시스템을 외기로부 터 차단하여 진공을 형성한 후, 증발가스제어 시스템을 엔진으로부터 차단하여 시간이 경과함에 따라 내부 압력의 변화추이를 기초로 누설여부를 진단하고 있다.

도 1은 종래기술에 의한 증발가스 제어 시스템의 누설감지 방법이 수행되는 과정에 따라 연료탱크 내부 압력을 도시한 그래프이다.

자동차가 주행 중에 특정시각(P1)에 정차하게 되면 종래기술에 의한 누설 진단방법이 시작되어 증발가스 제어 시스템을 외기 및 엔진으로부터 차단한다.

그리고 증발가스로 인하여 연료탱크의 내부 압력이 설정압력으로 증가할 때(P2)까지 대기하게 되고, 이후 증발가스를 엔진에 공급하기 시작함으로써 증발가스 제어 시스템의 내부압력을 설정압력으로 감소될 때(P3)까지 떨어뜨리게 된다.

이후 다시 증발가스 제어 시스템을 엔진으로부터 차단하여 설정시간(15 sec)동안 연료탱크 내부 압력의 변화를 관찰하고, 그 결과 내부 압력 변화가 큰 경우에는 외기로부터 증발가스 제어 시스템으로 공기가 유입된 것으로 판단할 수 있으므로 누설이 있는 것으로 판단하게 되는 것이다.

그런데, 이러한 일 예의 종래 기술의 증발 가스의 누설 진단은, 연료 센서에 의해 제공된 연료 탱크 내의 압력값이 소정 범위 (-11hPa 이상 4hPa 이하)일 때 가능하고, 누설 진단 도중에 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브의 고장을 진단한다.

따라서, 상기 연료 탱크 내의 압력값이 소정 범위 (-11hPa 이상 4hPa 이하)를 벗어나는 경우에는 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브의 고장을 진단할 수 없었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 제한적인 진단의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엔진 시동 직후에 수신되는 압력 센서의 초기 압력값, 퍼지 정지 또는 퍼지 중에 수신되는 압력 센서의 압력값의 변화를 기초로 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브 중 하나 이상의 고장을 신속하게 진단함으로써, 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자동차의 고장 진단 방법을 제공하고자 함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 수단은,

연료 탱크 내의 압력값 변화를 소정 시간 동안 모니터링하여 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브의 고착을 진단하는 자동차에 있어서,

a) 시동 직후 연료 탱크 내의 압력 센서의 출력 신호를 수신하고 수신된 압력 센서의 압력값을 초기값으로 저장하는 단계;

b) 상기 a) 단계를 통해 수신되는 압력 센서의 압력값을 모니터링하는 단계;

c) 퍼지벨브가 작동하기 이전에, 상기 모니터링된 압력값과 미리 설정된 최소값과 비교하여 최소값인 경우 상기 압력 센서를 저압 고착으로 판정하고, 상기 압력 값을 미리 설정된 최대값과 비교하여 상기 최대값인 경우 상기 압력 센서를 고압 고착으로 판정하는 단계;

d) 상기 c) 단계의 비교 결과 상기 모니터링 된 압력값이 최대값이 아닌 경우 퍼지 정지 상태인 지를 체크하여, 퍼지 벨브가 작동하기 이전 상태인(퍼지 정 지) 경우 모니터링된 압력 값이 계속 하강하는 지를 체크하여 계속 하강하는 경우 퍼지 밸브가 고착된 것으로 판정하는 단계;

e) 상기 d) 단계를 통해 퍼지 정지 중이 아닌 경우,즉 퍼지 벨브가 작동하는 상태에서는 퍼지 중인 것으로 판정하고, 상기 모니터링된 압력 값이 계속 하강하는 지를 체크하여 계속 하강하는 경우 소정 시간이 경과되었는 지를 체크하고 소정 시간이 경과된 이후에도 계속적인 압력 하강이 있는 경우(또는 저압이 유지되는 경우), 상기 캐니스터 차단 밸브가 고착된 것으로 판정하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 엔진 시동 후 증발가스 누설 진단 이전에 수신된 압력 센서의 초기 압력값과 퍼지 중지 중 또는 퍼지 중에 수신되는 압력값의 변화량을 기초로 상기 압력 센서의 저압 또는 고압 고착. 상기 퍼지 밸브의 고착, 또는 상기 캐니스터 차단 밸브의 고착을 신속하게 진단함으로써, 상기 압력 센서의 압력값이 소정 범위를 벗어나는 경우에도 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브의 고착을 진단할 수 있게 된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 고장 진단 과정이 적용되는 자동차의 보인 도이고, 도 3은 도 2에 도시된 압력센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브의 출력 신호를 보인 파형도이며, 도 4는 도 2에 도시된 엔진 제어부의 자동차의 고장 진단 과정을 보인 흐름도이다. 본 발명이 적용되는 자동차는, 도 2에 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 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 부압에 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 경로 내의 압력을 검출하는 압력 센서(25)가 설치되어 있으며, 각 센서들(23, 24, 및 25)은 엔진 제어부(26)에 접속되고, 엔진 제어부(26)는 각 센서들로부터 입력되는 감지 신호에 따라 연료 분사, 점화 시기 및 아이들 공기량을 조절하여 엔진을 최적의 상태로 제어하고, 자동차의 각 부품의 고장 여부를 판정한다. 이때 상기 각 부품의 고장 여부는 시각적으로 운전자에게 인식된다.

상기 본 발명의 실시 예에서 증발 가스의 누설 진단은, 상기 퍼지 밸브(18)가 열려 있으며 서지 탱크(12)의 진공으로 인해 연료 탱크(15) 내의 부압을 형성하고, 소정 시간 경과 후 퍼지 밸브(18)를 닫은 후 연료 탱크(15) 내의 압력값의 변화량을 통해 산출된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 엔진 시동 후 압력 센서(25)로부터 공급되는 초기 압력값과, 퍼지 중지 중 또는 퍼지 중 수신되는 압력 센서(25)의 압력값 변화량를 통해 압력 센서(25), 퍼지 밸브(1), 및 캐니스터 차단 밸브(20)의 고착을 진단하도록 구비된다.

즉, 상기 엔진 제어부(26)는 도 3의 c)에 도시된 바와 같이, 엔진 시동 후 퍼지 벨브가 동작하기 이전까지 상기 제1 소정 시간 모니터링된 압력값과 미리 설정된 최소값(바람직하게 -11hPa)과 비교하여 더 낮은 값인 경우 상기 압력 센서를 저압 고착으로 판정하고, 상기 압력 값을 미리 설정된 최대값(바람직하게 4hPa)과 비교하여 상기 더 높은 값인 경우 상기 압력 센서를 고압 고착으로 판정하도록 구비된다.

또한, 엔진 시동 후 퍼지 벨브가 동작하기 이전까지 상기 엔진 제어부(26)는 도 3의 A)에 도시된 바와 같이, 상기 모니터링 된 압력값이 최대값이 아닌 경우 퍼지 정지 상태인 지를 체크하여 퍼지 정지 상태인 경우 모니터링된 압력 값의 변화량이 허용 가능한 압력이하로 계속 하강하는 지를 체크하여 계속 하강하는 경우 퍼지 밸브가 고착된 것으로 판정하도록 구비된다.

상기 엔진 제어부(26)는 도 3의 B)에 도시된 바와 같이, 퍼지 정지 중이 아닌 경우 퍼지 중인 것으로 판정하고, 상기 모니터링된 압력 값 변화량이 계속 하강하는 지를 체크하여 계속 하강하는 경우 소정 시간(바람직하게 2초)이 경과되었는 지를 체크하여 상기 소정 시간이 경과된 경우 상기 캐니스터 차단 밸브가 고착된 것으로 판정하도록 구비된다.

여기서, 상기 압력 값 변화량은, 이전 압력값과 연료 탱크 내의 유량에 따라 설정된 테이블 값의 합으로 결정된다. 상기 테이블 값은 연료 탱크 내의 유량 이외에도 연료의 온도(밀도), 연료 종류, 가스 퍼지량에 따라 설정된다.

상기한 구성에 의한, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 고장 진단 과정을 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 엔진 제어부(26)는 엔진 시동 후(단계 101), 연료 탱크(15) 내의 압력

센서의 출력 신호를 수신하고(단계 103) 수신된 압력 센서의 압력값을 초기값으로 저장한다(단계 105).

이어 상기 엔진 제어부(26)는 수신되는 압력 센서의 압력값의 변화량을 모니터링한다(단계 107). 이때 상기 압력값 변화량은 이전의 압력값과 이전 압력값과 연료 탱크 내의 유량에 따라 설정된 테이블 값의 합으로 결정된다.

상기 엔진 제어부(26)는 상기 모니터링된 압력값 변화량과 미리 설정된 최소값과 비교하여(단계 109) 최소값인 경우 상기 압력 센서(25)를 저압 고착으로 판정하고(단계 111), 상기 단계(109)를 통해 압력값 변화량이 미리 설정된 최소값이 아닌 경우 압력 값 변화량이 미리 설정된 최대값과 비교하여(단계 113) 상기 최대값인 경우 상기 압력 센서를 고압 고착으로 판정한다(단계 115).

또한, 상기 엔진 제어부(26)는 상기 단계(113)를 통해 압력값 변화량이 최대값을 가지지 않는 경우 퍼지 정지 상태인 지를 체크하여(단계 117) 퍼지 정지 상태인 경우 모니터링된 압력 값의 변화량이 계속 하강하는 지를 체크하여(단계 119) 계속 하강하는 경우 퍼지 밸브(18)가 고착된 것으로 판정한다(단계 121).

한편, 상기 엔진 제어부(26)는 상기 단계17)를 통해 퍼지 정지 중이 아닌 경우 퍼지 중인 것으로 판정하고(단계 123), 상기 모니터링된 압력 값이 계속 하강하는 지를 체크하여(단계 125) 계속 하강하는 경우 소정 시간(2초 동안)이 경과되었는 지를 체크하여(단계 127) 소정 시간이 경과된 경우 상기 캐니스터 차단 밸브(20)가 고착된 것으로 판정한다(단계 129).

이 후 상기 엔진 제어부(26)는 증발 가스에 대한 리크 진단을 실행하며, 리크 진단 중이 압력 센서(25), 퍼지 밸브(18), 및 캐니스터 차단 밸브(20)의 고착은 이미 공지된 기술로 진단한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 고장 진단 방법은, 엔진 시동 후 증발가스 누설 진단 이전에 수신된 압력 센서의 초기 압력값과 퍼지 중지 중 또는 퍼지 중에 수신되는 압력값 변화량을 기초로 상기 압력 센서의 저압 또는 고압 고착. 상기 퍼지 밸브의 고착, 또는 상기 캐니스터 차단 밸브의 고착을 신속하게 진단함으로써, 상기 압력 센서의 압력값이 소정 범위를 벗어나는 경우에도 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브의 고착을 진단할 수 있는 효과를 얻는다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

1. 연료 탱크 내의 압력값 변화량을 모니터링하여 압력 센서, 퍼지 밸브, 및 캐니스터 차단 밸브의 고착을 진단하는 자동차에 있어서,

   a) 시동 후 연료 탱크 내의 압력 센서의 출력 신호를 수신하고 수신된 압력 센서의 압력값을 초기값으로 저장하는 단계;

   b) 상기 a) 단계를 통해 수신되는 압력 센서의 압력값 변화량을 모니터링하는 단계; 및

   c) 엔진 시동 후 퍼지 벨브가 동작하기 이전 상태에서, 상기 모니터링된 압력값과 미리 설정된 최소값과 비교하여 최소값인 경우 상기 압력 센서를 저압 고착으로 판정하고, 상기 압력 값을 미리 설정된 최대값과 비교하여 상기 최대값인 경우 상기 압력 센서를 고압 고착으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 방법.
2. 제1항에 있어서, d) 상기 c) 단계의 비교 결과 모니터링 된 압력값이 최대값이 아닌 경우 퍼지 정지 상태인 지를 체크하여 퍼지 정지 상태인 경우 모니터링된 압력 값이 계속 하강하는 지를 체크하여 계속 하강하는 경우 퍼지 밸브가 고착된 것으로 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 방법.
3. 제2항에 있어서, e) 상기 d) 단계를 통해 퍼지 정지 중이 아닌 경우 퍼지 중인 것으로 판정하고, 상기 모니터링된 압력 값이 계속 하강하는 지를 체크하여 계속 하강하는 경우 소정 시간이 경과되었는 지를 체크하여 상기 소정 시간이 경과된 경우 상기 캐니스터 차단 밸브가 고착된 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 최소값은 -11hPa인 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최대값은 4hPa인 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 방법.
6. 제1항 내지 제3중 어느 한 항에 있어서, 상기 소정 시간은 2초인 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 방법.
7. 제1항 내지 제3항 어느 중 한 항에 있어서, 상기 압력값 변화량은 이전의 압력값과 이전 압력값과 연료 탱크 내의 유량에 따라 설정된 테이블 값의 합으로 결정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 방법.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력값 변화량은, 이전의 압력값과 이전 압력값과 연료 탱크 내의 유량의 온도, 유량의 종류, 또는 가스 퍼지량 중 하나에 따라 설정된 테이블 값의 합으로 결정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 고장 진단 방법.

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