KR20110036186A - 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소 탱크의 내부 온도를 모니터링 하기 위해서 장착된 온도 센서를 이용하여 복수의 수소 탱크들의 내부 온도를 측정한 후에, 내부온도가 상이한 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장난 것으로 진단하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법을 개시한다.
솔레노이드 밸브, 온도 센서, 수소 탱크, 연료 전지

Description

솔레노이드 밸브 고장 진단 방법{DIAGNOSTIC METHOD FOR SOLENOID VALVE}
본 발명은 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 수소 탱크 내부의 온도를 측정하는 온도 센서를 이용하여 솔레노이드 밸브의 고장을 진단하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료 전지 차량의 연료 전지는 고압 수소를 저장하고 있는 저장 장치인 복수의 수소 탱크들로부터 수소를 공급 받는다. 그리고 상기 수소 탱크들에는 솔레노이드 밸브를 포함하는 밸브 모듈이 각각 장착된다.
그리고 상기 밸브 모듈에는 수소 탱크 내부의 온도 및 압력을 센싱하여 연료의 양을 체크하고 탱크 내부의 온도를 모니터링하기 위한 온도센서 및 압력센서 등이 더 장착된다.
일반적으로 솔레노이드 밸브는 입구와 출구 사이에 유체 및 기체의 흐름을 제어한다. 그러므로 상기 수소 탱크에 장착된 솔레노이드 밸브는 수소 탱크 내부로 수소가 입력되는 것과, 연료 전지로 수소가 출력되는 것을 제어한다.
상기 수소 탱크는 솔레노이드 밸브가 고장 나면 수소의 입/출력이 모두 차단되어 사용이 제한된다. 즉, 솔레노이드 밸브가 고장 난 수소탱크는 연료 전지로 수 소를 공급할 수 없고, 수소 탱크 내부로 수소를 입력받을 수 없다. 그러므로 연료 전지는 공급받은 수소의 양이 감소하여 전지용량이 감소한다. 또한, 연료전지용 차량은 연비 및 주행거리가 감소할 수 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수소 탱크 내부의 온도를 측정하는 온도 센서를 통해서 솔레노이드 밸브의 고장을 진단하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 솔레노이드 밸브의 고장을 진단하여, 수소 탱크에 저장된 수소를 사용하지 못해서 연비가 감소되고, 주행거리가 짧아지는 것을 방지하여 안전성 및 신뢰성을 증가시키는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법은 차량이 시동되면, 복수의 수소 탱크들에 수소 가스가 충전된 직후인지 확인하는 충전 직후 확인 단계와, 상기 복수의 수소 탱크들 중에서 온도가 상이한 수소 탱크가 있는지 여부를 확인하여, 온도가 상이한 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단하는 온도 확인 단계 및 고장으로 판단된 상기 솔레노이드 밸브의 고장을 알리는 고장 알림 단계를 포함할 수 있다.
상기 온도 확인 단계는 상기 복수의 수소 탱크들이 충전된 직후인 경우에 상기 온도가 상이한 수소 탱크와 다른 수소 탱크들의 온도 차이가 30℃를 초과할 경우에, 온도가 상이한 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단할 수 있다.
상기 온도 확인 단계는 상기 복수의 수소 탱크들이 충전된 직후인 경우에 상기 온도가 상이한 수소 탱크와 다른 수소 탱크의 온도 차이가 30℃를 초과할 경우에, 온도가 더 낮은 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단할 수 있다.
상기 온도 확인 단계는 상기 수소 탱크가 충전 직후가 아닌 경우에 상기 온도가 상이한 수소 탱크와 다른 수소 탱크들의 온도 차이가 10℃를 초과할 경우에, 온도가 상이한 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단할 수 있다.
상기 온도 확인 단계는 상기 복수의 수소 탱크들이 충전된 직후가 아닌 경우에 상기 온도가 상이한 수소 탱크와 다른 수소 탱크의 온도 차이가 10℃를 초과할 경우에, 온도가 더 높은 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 의한 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법은 수소 탱크 내부의 온도를 측정하는 온도 센서를 통해서 솔레노이드 밸브의 고장을 진단할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의한 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법은 솔레노이드 밸브의 고장을 진단하여, 수소 탱크에 저장된 수소를 사용하지 못해서 연비가 감소되고, 주행거리가 짧아지는 것을 방지하여 안전성 및 신뢰성을 증가시킬 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하 게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법의 순서도가 도시되어 있다. 하기에서는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법을 도2의 솔레노이드 밸브 고장 진단을 위한 장치를 통해서 설명하고자 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법은 충전 직후 확인 단계(S1), 온도 확인 단계(S2) 및 고장 알림 단계(S3)를 포함한다. 그리고 상기 온도 확인 단계(S2)는 온도 센서의 온도차가 30℃를 초과하는지 확인하는 제1온도 확인단계(S21)와 온도 센서의 온도차가 10℃를 초과하는지 확인하는 제2온도 확인단계(S22)로 이루어진다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이 솔레노이드 밸브 고장 진단 장치(100)는 고압 수소를 저장하는 복수의 수소 탱크들(110)과, 제어기(120) 및 클러스터(130)를 포함한다. 이러한 복수의 수소 탱크들(110)은 연료 전지용 차량에서 사용된다.
그리고 상기 복수의 수소 탱크들(110)은 제1수소 탱크(111), 제2수소 탱크(112) 및 제3수소 탱크(113)로 이루어진다. 도 2에서 상기 수소 탱크들(110)을 3개 도시하였으나, 상기 수소 탱크들(110)은 복수개로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서 수소 탱크들(110)의 개수를 3개로 한정하는 것은 아니다.
상기 제1수소 탱크(111), 제2수소 탱크(112) 및 제3수소 탱크(113)에는, 제1솔레노이드 밸브(SV1), 제2솔레노이드 밸브(SV2) 및 제3솔레노이드 밸브(SV3)를 각각 포함하는 밸브 모듈(VM1, VM2, VM3)이 각각 장착된다.
그리고 각각의 밸브 모듈(VM1, VM2, VM3)에는 각각의 수소 탱크들(111, 112, 113)의 내부 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서(T1, T2, T3)가 각각 장착된다.
그리고 각각의 온도 센서(T1, T2, T3)는 상기 제어기(120)와 전기적으로 연결되어, 센싱된 수소 탱크들(111, 112, 113)의 내부 온도를 제어기(120)로 송부한다. 그리고 상기 제어기(120)는 클러스터(130)와 전기적으로 연결된다.
상기 충전 직후 확인 단계(S1)에서는 차량이 시동되면, 복수의 수소 탱크들(110)에 수소 가스가 충전된 직후에 차량이 시동되었는지, 충전 되지 않고 시동 되었는지를 ECU(electronic control unit)에서 확인한다.
상기 충전 직후 확인 단계(S1)에서 상기 복수의 수소 탱크들(110)에 수소 가스가 충전된 직후로 확인되면, 상기 충전 직후 확인 단계(S1)이후에는 상기 제1온도 확인단계(S21)가 실행된다. 그리고 상기 충전 직후 확인 단계(S1)에서 상기 복수의 수소 탱크들(110)에 수소 가스가 충전된 직후가 아닌 것으로 확인되면, 충전 직후 확인 단계(S1)이후에는 상기 제2온도 확인단계(S22)가 실행된다.
상기 온도 확인 단계(S2)에서는 상기 복수의 수소 탱크들(110)에 장착된 온도 센서(T1, T2, T3)가 상기 복수의 수소 탱크들(110)의 내부 온도를 각각 측정한다. 그리고 상기 온도 센서(T1, T2, T3)는 수소 탱크들(110)의 내부 온도를 제어기(120)로 전송한다.
그리고 상기 제어기(120)는 복수의 수소 탱크들(110) 중에서 탱크 내부의 온도가 상이한 수소 탱크가 있는지 여부를 확인한다. 일반적으로 수소가스는 압축 또는 팽창시 온도가 가변된다. 그러나 솔레노이드 밸브가 고장 난 수소 탱크는 내부 로 수소의 출입이 없으므로, 내부의 온도 변화가 없다. 그러므로 상기 제어기(120)는 수소 탱크들(110)중 내부 온도가 상이한 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단한다.
상기 제1온도 확인단계(S21)에서는 복수의 수소 탱크들(110) 중에서 온도가 상이한 수소 탱크와 나머지 다른 수소 탱크들의 온도차가 30℃를 초과하는지 여부를 확인한다.
상기 제1온도 확인단계(S21)에서는 수소 탱크들(110)의 온도차가 30℃를 초과한다면, 온도가 상이한 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단한다. 그리고 상기 제1온도 확인단계(S21)에서 수소 탱크들(110)의 온도차가 30℃를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 제1온도 확인단계(S21)이후에는 상기 고장 알림 단계(S3)가 실행된다.
그리고 제1온도 확인단계(S21)에서는 수소 탱크들(110)의 온도차가 30℃를 초과하지 않는다면 솔레노이드 밸브(SV1, SV2, SV3)가 정상 동작하는 것으로 판단하고 솔레노이드 밸브 고장 진단을 종료한다.
상기 수소 탱크들(110)은 충전 시에 많은 양의 수소 가스가 압축되어, 수소 탱크들(110) 내부의 온도가 40℃이상 상승한다. 그러나 솔레노이드 밸브가 고장 난 수소 탱크는 내부로 수소 가스가 주입되지 않으므로, 내부의 온도가 상승하지 않는다.
그러므로 상기 제1온도 확인단계(S21)에서는 수소 탱크들(110)중에서, 다른 수소 탱크들에 비해서 30℃를 초과하는 온도 차가 나는, 낮은 온도의 수소 탱크에 장착된 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단한다.
예를 들어 제1수소 탱크(111)의 내부 온도가 58℃, 제2수소 탱크(112)의 내부 온도가 57℃, 제3수소 탱크(113)의 내부 온도가 20℃이면, 30℃를 초과하는 온도 차가 나는, 낮은 온도의 제3수소 탱크(113)의 솔레노이드 밸브(SV3)가 고장 난 것으로 판단한다. 그리고 만약 수소 탱크의 개수가 두 개이고, 두 개의 수소 탱크의 온도차가 30℃를 초과할 경우에, 더 낮은 온도의 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단한다.
상기 제2온도 확인단계(S22)에서는 복수의 수소 탱크들(110) 중에서 온도가 상이한 수소 탱크와 나머지 다른 수소 탱크들의 온도차가 10℃를 초과하는지 여부를 확인한다.
그리고 제2온도 확인단계(S22)에서는 수소 탱크들(110)의 온도차가 10℃를 초과한다면, 온도가 상이한 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단한다. 그리고 제2온도 확인단계(S22)에서 수소 탱크들(110)의 온도차가 10℃를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 제2온도 확인단계(S22)이후에는 상기 고장 알림 단계(S3)가 실행된다.
그리고 제2온도 확인단계(S22)에서는 수소 탱크들(110)의 온도차가 10℃를 초과하지 않는다면 수소 탱크들(110)의 솔레노이드 밸브(SV1, SV2, SV3)가 정상 동작하는 것으로 판단하고 솔레노이드 밸브 고장 진단을 종료한다.
상기 수소 탱크들(110)은 차량이 주행할 때에 수소 가스가 팽창하여, 내부의 온도가 10℃전후로 하강한다. 그러나 솔레노이드 밸브가 고장 난 수소 탱크는 수소 가스를 사용할 수 없으므로, 수소 탱크 내부의 온도가 하강하지 않는다.
그러므로 상기 제2온도 확인단계(S22)에서는 수소 탱크들(110)중에서, 다른 수소 탱크들에 비해서 10℃를 초과하는 온도 차가 나는, 높은 온도의 수소 탱크에 장착된 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단한다.
예를 들어 제1수소 탱크(111)의 내부 온도가 9℃, 제2수소 탱크(112)의 내부 온도가 8℃, 제3수소 탱크(113)의 내부 온도가 20℃이면, 10℃를 초과하는 온도 차가 나는, 낮은 온도의 제3수소 탱크(113)의 솔레노이드 밸브(SV3)가 고장 난 것으로 판단한다. 그리고 만약 수소 탱크의 개수가 두개라면, 두 개의 수소 탱크의 온도차가 10℃를 초과할 경우에, 더 높은 온도의 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단한다.
상기 고장 알림 단계(S3)에서는 상기 복수의 수소 탱크들(110)중 온도가 상이한 수소 탱크가 있는 것으로 판단된 것이므로, 상기 제어기(120)가 상기 솔레노이드 밸브의 고장을 클러스터(130)를 통해서 알린다.
이와 같이 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법은 별도의 부품 없이, 수소 탱크 내부의 온도를 측정하는 온도 센서를 통해서 솔레노이드 밸브의 고장을 알 수 있다.
또한 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법은 솔레노이드 밸브의 고장으로 충전된 수소를 사용 못해서 연비 및 주행거리가 감소하는 것을 방지할 수 있으므로, 수소 탱크의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법을 실 시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법의 순서도이다.
도 2는 도 1의 솔레노이드 밸브 고장을 진단하기 위한 장치의 블록도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
S1; 충전 직후 확인 단계 S2; 온도 확인 단계
S21; 제1온도 확인 단계 S22; 제2온도 확인 단계
S3; 고장 알림 단계
100; 솔레노이드 밸브 고장 진단 장치
110; 복수의 수소 탱크들 120; 제어기
130; 클러스터

Claims (5)

  1. 차량이 시동되면, 복수의 수소 탱크들에 수소 가스가 충전된 직후인지 확인하는 충전 직후 확인 단계;
    상기 복수의 수소 탱크들 중에서 온도가 상이한 수소 탱크가 있는지 여부를 확인하여, 온도가 상이한 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단하는 온도 확인 단계; 및
    고장으로 판단된 상기 솔레노이드 밸브의 고장을 알리는 고장 알림 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 확인 단계는
    상기 복수의 수소 탱크들이 충전된 직후인 경우에
    상기 온도가 상이한 수소 탱크와 다른 수소 탱크들의 온도 차이가 30℃를 초과할 경우에, 온도가 상이한 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 확인 단계는
    상기 복수의 수소 탱크들이 충전된 직후인 경우에
    상기 온도가 상이한 수소 탱크와 다른 수소 탱크의 온도 차이가 30℃를 초과할 경우에, 온도가 더 낮은 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 확인 단계는
    상기 수소 탱크가 충전 직후가 아닌 경우에
    상기 온도가 상이한 수소 탱크와 다른 수소 탱크들의 온도 차이가 10℃를 초과할 경우에, 온도가 상이한 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 확인 단계는
    상기 복수의 수소 탱크들이 충전된 직후가 아닌 경우에
    상기 온도가 상이한 수소 탱크와 다른 수소 탱크의 온도 차이가 10℃를 초과할 경우에, 온도가 더 높은 수소 탱크의 솔레노이드 밸브가 고장 난 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
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