KR20100091457A - 수온조절기의 고장진단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수온조절기의 고장진단 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 수온조절기의 고장진단 방법은, 엔진의 시동 후 기 설정된 제 1 고장진단 조건을 충족하면 라디에이터의 냉각수온과 엔진의 냉각수온 간에 대한 차이값을 산출하고, 차이값이 기 설정된 정상판별값 이상인지 여부에 따라 수온조절기의 고장을 진단하기 위한 제 1 고장진단 단계 및 제 1 고장진단 단계에서 정상동작으로 진단되는 경우, 엔진의 냉각수온이 기 설정된 벨브열림 온도에 이르면 라디에이터의 냉각수온이 기 설정된 수온 한계값 이상인지 여부에 따라 수온조절기의 고장을 재차 진단하기 위한 제 2 고장진단 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 엔진에서 냉각수의 온도를 일정하게 유지하는 수온조절기의 고장 여부를 진단하여 이상이 발생하면 그 고장 여부를 운전자에게 안내해주기 위한 것이며, 특히 배기가스 측정모드와 같은 특정의 모드에서도 수온조절기의 고장 여부를 진단할 수 있다.

수온조절기

Description

수온조절기의 고장진단 방법{METHOD FOR DIAGNOSING OBSTACLE OF THERMOSTAT}

본 발명은 수온조절기의 고장진단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진에서 냉각수의 온도를 일정하게 유지하는 수온조절기의 고장 여부를 진단하여 이상이 발생하면 그 고장 여부를 운전자에게 안내해주기 위한 것이며, 특히 배기가스 측정모드와 같은 특정의 모드에서도 수온조절기의 고장 여부를 진단할 수 있는 수온조절기의 고장진단 방법에 관한 것이다.

냉각장치는 엔진의 과열을 방지하고 또한 엔진을 적정한 온도로 유지하여 엔진을 보호하며 연소효율을 향상시키기 위한 수단으로 사용된다.

실린더 내의 연소가스 온도는 약 2000도에 이르지만, 이 열의 상당량이 실린더, 실린더 헤드, 피스톤등에 흡수된다. 이들 부분의 온도가 과도하게 상승하면 실린더에 변형을 일으키거나 실린더벽의 유막이 파괴되어 윤활불량이 되며 심한 경우에는 엔진을 손상시키기 된다.

또한 연소상태도 나빠져 노킹이나 조기점화를 일으켜 엔진의 출력을 저하시키는 한 요인이 된다. 반대로 너무 냉각되면 연소에 의해 생긴 열중에서 냉각으로 상실되는 양이 맣아져 엔진의 열효율을 저하시켜 연료소비를 증대시킨다.

엔진을 냉각시키는 방식에는 외기를 이용하여 엔진의 외부를 직접 냉각하는 공냉식과 냉각수를 엔진 내부로 순화시켜 냉각을 행하는 수냉식이 있다.

수냉식은 워터 펌프로 냉각수를 실린더 블록 및 실린더 헤드의 워터 자켓으로 끌어드려 순환시키면서 열교환이 이루어지도록 하고 있으며, 더워진 냉각수는 라디에이터로 보내져 대기에 의해 온도가 낮아진 후 다시 워터 펌프에 의해 순환하는 구조를 갖는다.

이러한 수냉 엔진은 워터 펌프가 냉각수를 순환시키지만, 수온조절기가 냉각 계통에 설치되어 실린더를 냉각하고 나오는 냉각수의 온도가 일정한 온도에 도달하지 못하는 경우에는 라디에이터측으로 흐르지 못하도록 하고 있다.

더 나아가, 종래에는 수온조절기의 고장 유무를 진단하기 위해 냉각수온 모델링을 이용하여, 실제 냉각수온과 모델링한 냉각수온의 차이가 발생하는 현상으로 수온조절기를 진단하여 왔다.

그러나, 냉각수온 모델링을 하는 과정에 있어서 많은 변수들(예컨대, 주행 풍, 엔진 발열량 등)이 있어서 정확히 모델링하는 데 한계가 있었다.

이로 인해, 수온조절기의 오진단(즉, 정상품을 고장품으로 잘못 인식)의 가능성이 항상 존재하였다. 특히 차량의 자기진단 관련 법규의 강화로 특정모드(예컨대, 배기가스 측정모드)에서 고장품의 진단이 가능하도록 요구되어져 냉각수온 모 델링을 실제 냉각수온과 근접하게 유지하여야 하였고, 이로 인해 수온조절기의 오진단 가능성이 더 높아지는 문제점이 있다.

이에 대한 방안이 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 엔진에서 냉각수의 온도를 일정하게 유지하는 수온조절기의 고장 여부를 진단하여 이상이 발생하면 그 고장 여부를 운전자에게 안내해주기 위한 것이며, 특히 배기가스 측정모드와 같은 특정의 모드에서도 수온조절기의 고장 여부를 진단할 수 있는 수온조절기의 고장진단 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 수온조절기의 고장진단 방법은, 엔진의 시동 후 기 설정된 제 1 고장진단 조건을 충족하면 상기 라디에이터의 냉각수온과 상기 엔진의 냉각수온 간에 대한 차이값을 산출하고, 상기 차이값이 기 설정된 정상판별값 이상인지 여부에 따라 상기 수온조절기의 고장을 진단하기 위한 제 1 고장진단 단계 및 상기 제 1 고장진단 단계에서 정상동작으로 진단되는 경우, 상기 엔진의 냉각수온이 기 설정된 벨브열림 온도에 이르면 상기 라디에이터의 냉각수온이 기 설정된 수온 한계값 이상인지 여부에 따라 상기 수온조절기 의 고장을 재차 진단하기 위한 제 2 고장진단 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1 고장진단 조건은 상기 엔진의 시동 후 경과시간이 기 설정된 기준시간에 도달하는지 여부 및 상기 엔진의 냉각수온이 기 설정된 진단실행 온도에 도달하는지 여부를 포함하는 조건인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1 고장진단 단계는 상기 수온조절기의 제어벨브가 닫힘 상태인 것을 토대로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1 고장진단 단계는 상기 차이값이 상기 정상판별값 이상으로 형성되지 않는 경우, 상기 수온조절기가 고장인 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 2 고장진단 단계는 상기 엔진의 시동 후 연료분사금지 시간이 기 설정된 연료분사금지 시간의 한계값에 도달하는지 여부 및 상기 엔진의 시동 후 엔진 아이들(Ideal) 시간이 기 설정된 엔진 아이들(Ideal) 시간의 한계값에 도달하는지 여부를 포함하는 제 2 고장진단 조건을 충족하는 경우, 상기 수온조절기에 대한 고장 여부를 판별하기 위한 재차 진단을 실행하지 않는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에서는 엔진에서 냉각수의 온도를 일정하게 유지하는 수온조절기의 고장 여부를 진단하여 이상이 발생하면 그 고장 여부를 운전자에게 안내해 주기 위한 것이며, 특히 배기가스 측정모드와 같은 특정의 모드에서도 수온조절기의 고장 여부를 진단할 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수온조절기(200)의 고장진단 장치의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 수온조절기(200)의 고장진단 장치의 구성도이다. 도 1에 단지 예로써 나타낸 바와 같이, 수온조절기(200)의 고장진단 장치는 엔진, 엔진의 과열을 방지하기 위해 냉각수를 적정한 온도로 유지하기 위한 수온조절기(200), 수온조절기(200)의 개방 여부에 따라 엔진으로부터 공급되는 냉각수를 순환하여 일정한 온도로 냉각시켜주기 위한 라디에이터(100), 및 엔진의 냉각수온 및 라디에이터(100)에서의 냉각수온을 측정한 후, 그 결과를 토대로 수온조절기(200)의 고장 유무를 판별하여 운전자에게 알리기 위한 전자제어유닛(300)을 포함한다.

여기서, 전자제어유닛(300)은 엔진의 시동 후 경과시간이 기 설정된 기준시간(예컨대, 2~4분 이내)에 도달하는지 여부 및 엔진의 냉각수온이 기 설정된 진단실행 온도에 도달하는지 여부 등과 같은 제 1 고장진단 조건을 충족하는지를 판별한 후, 판별결과로 충족하는 것이면 수온조절기(200)에 대한 고장유무를 판별하기 위한 과정을 실행한다.

수온조절기(200)에 대한 고장유무를 판별하기 위한 제 1 단계의 과정은 엔진 의 냉각수온과 라디에이터(100)의 냉각수온 간의 차이를 측정한 후, 측정한 차이값을 판별하여 수온조절기(200)의 고장 유무를 판단하는 것이다.

이후로, 재차 수온조절기(200)에 대한 고장유무를 판별하기 위한 제 2 단계가 진행되는데, 이는 제 1 단계에서 수온조절기(200)가 정상적으로 동작하지 않음에도 불구하고 그 여부가 정확히 판별되지 않은 경우를 대비하여 추가적으로 보완하기 위한 과정으로서, 수온조절기(200)가 열림으로 제어된 경우이나 라디에이터(100)의 냉각수온이 엔진의 냉각수온기 수온조절기(200)의 열림온도(예컨대, -12도 정도) 이상으로 상승하지 못하는 때에는 수온조절기(200)가 고장인 것으로 판단 수행한다.

도 2는 도 1에 도시된 수온조절기(200)에 대한 진단 결과를 나타내는 예시도이다. 도 2에 단지 예로써 도시된 바와 같이, (a)는 정상동작의 수온조절기(200)인 경우 배기가스 측정모드에서 시간 및 차속에 따른 냉각수온과 라디에이터(100)의 냉각수온 간 변화를 보여주는 도면이고, 정상품인 경우에는 엔진 시동 후 기준 설정값(예컨대, 2~4분)에 다다르면 실제 냉각수온과 라디에이터(100)의 냉각수온 간에는 차이가 발생한다.

이는 수온조절기(200)가 정상 작동하는 것으로, 냉각수가 라디에이터(100)쪽으로 순환하지 않고 엔진 내부로 순환하여서 발생하는 현상이다. 그러므로 엔진의 냉각수온과 라디에이터(100)의 냉각수온의 차이가 기 설정된 값 이상으로 발생하게 되면 수온조절기(200)가 정상 동작하는 것으로 판단할 수 있다.

또한 (b)는 고장품의 수온조절기(200)의 경우로, 수온조절기(200)가 열려 있으므로 시동 직후부터 냉각수가 라디에이터(100)쪽으로 순환이 되므로 정상품보다 실제 냉각수온의 상승 속도가 느려지고, 또한 라디에어터의 냉각수온도 엔진의 냉각수온과 비슷하거나 약간 낮은온도를 가르키게 된다.

그러므로 엔진 시동 후 설정된 시간(예컨대, 약 2~4분)에 엔진의 냉각수온과 라디에이터(100)의 냉각수온 간의 차가 설정값 이내이면 수온조절기(200)의 고장인 것으로 판별한다.

도 3은 도 1에 도시된 수온조절기(200)의 고장진단 장치의 동작과정을 나타내는 순서도이다. 수온조절기(200)의 고장진단 방법은 엔진 시동이 이루어진 후 엔진 시동 후의 경과시간이 기 설정된 기준시간에 도달하는지 여부 및 엔진의 냉각수온이 기 설정된 진단실행 온도에 도달하는지 여부에 대한 제 1 고장진단 조건의 충족 여부를 판별하여 제 1 단계의 고장진단을 실행한다(S1 내지 S5).

이후로, 라디에이터(100)의 냉각수온과 엔진의 냉각수온 간의 차이값을 산출하고, 산출한 차이값이 기 설정된 정상판별값에 상응하지 않는 경우에는 수온조절기(200)가 오작동하는 것으로 판별한다(S7 및 S9).

S7 단계에서, 산출한 차이값이 기 설정된 정상판별값에 상응하는 경우에는 1차적으로 수온조절기(200)가 정상 동작하는 것으로 판단한 후(S11), 상기 엔진의 시동 후 연료분사금지 시간이 기 설정된 연료분사금지 시간의 한계값인 제 1 한계값에 도달하는지 여부 및 상기 엔진의 시동 후 엔진 아이들(Ideal) 시간이 기 설정 된 엔진 아이들(Ideal) 시간의 한계값인 제 2 한계값에 도달하는지 여부를 포함하는 제 2 고장진단 조건을 충족하는지를 판단하여 추가적으로 수온조절기(200)에 대한 고장 여부를 진단할 것인지를 구분하게 된다(S13).

상기 S13 단계에서, 제 2 고장진단 조건을 충족하는 경우에는 차량의 운전조건이 수온조절기(200)의 고장 여부를 판별하기 위한 한계값을 벗어나는 경우이므로, 이 경우에는 수온조절기(200)에 대한 추가적인 고장 여부의 판단을 중지한다.

이후로, 제 2 고장진단 조건을 충족을 충족하지 않는 경우에는 엔진의 냉각수온이 기 설정된 벨브열림 온도에 이르는 경우 라디에이터(100)의 냉각수온이 기 설정된 수온 한계값 이상인지 여부를 판별하게 되며, 판별결과 라디에이터(100)의 냉각수온이 기 설정된 수온 한계값 이상으로 높지 않으면 수온조절기(200)가 정상 동작하지 않는 것으로 판단한다(S15 내지 S21).

엔진 시동이 종료하면 수온조절기(200)의 고장 유무를 판별하기 위한 프로세싱도 함께 종료된다(S23).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명은 엔진에서 냉각수의 온도를 일정하게 유지하는 수온조절기의 고장 여부를 진단하여 이상이 발생하면 그 고장 여부를 운전자에게 안내해주기 위한 것이며, 특히 배기가스 측정모드와 같은 특정의 모드에서도 수온조절기의 고장 여부를 진단하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 수온조절기의 고장진단 장치의 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 수온조절기에 대한 진단 결과를 나타내는 예시도, 및

도 3은 도 1에 도시된 수온조절기의 고장진단 장치의 동작과정을 나타내는 순서도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 라디에이터 200 : 수온조절기

300 : 전자제어유닛

Claims (5)

1. 라디에이터로의 냉각수의 흐름을 절환하는 수온조절기의 고장진단 방법에 있어서,

   엔진의 시동 후 기 설정된 제 1 고장진단 조건을 충족하면 상기 라디에이터의 냉각수온과 상기 엔진의 냉각수온 간에 대한 차이값을 산출하고, 상기 차이값이 기 설정된 정상판별값 이상인지 여부에 따라 상기 수온조절기의 고장을 진단하기 위한 제 1 고장진단 단계; 및

   상기 제 1 고장진단 단계에서 정상동작으로 진단되는 경우, 상기 엔진의 냉각수온이 기 설정된 벨브열림 온도에 이르면 상기 라디에이터의 냉각수온이 기 설정된 수온 한계값 이상인지 여부에 따라 상기 수온조절기의 고장을 재차 진단하기 위한 제 2 고장진단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수온조절기의 고장진단 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 고장진단 조건은

   상기 엔진의 시동 후 경과시간이 기 설정된 기준시간에 도달하는지 여부 및 상기 엔진의 냉각수온이 기 설정된 진단실행 온도에 도달하는지 여부를 포함하는 조건인 것을 특징으로 하는 수온조절기의 고장진단 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 고장진단 단계는

   상기 수온조절기의 제어벨브가 닫힘 상태인 것을 토대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수온조절기의 고장진단 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 고장진단 단계는

   상기 차이값이 상기 정상판별값 이상으로 형성되지 않는 경우, 상기 수온조절기가 고장인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 수온조절기의 고장진단 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 고장진단 단계는

   상기 엔진의 시동 후 연료분사금지 시간이 기 설정된 연료분사금지 시간의 한계값에 도달하는지 여부 및 상기 엔진의 시동 후 엔진 아이들(Ideal) 시간이 기 설정된 엔진 아이들(Ideal) 시간의 한계값에 도달하는지 여부를 포함하는 제 2 고장진단 조건을 충족하는 경우, 상기 수온조절기에 대한 고장 여부를 판별하기 위한 재차 진단을 실행하지 않는 것을 특징으로 하는 수온조절기의 고장진단 방법.

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