KR20150130244A - 탱크 환기 밸브 진단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 탱크 환기 밸브의 진단 방법에 관한 것이다. 차량의 엔진의 시동 후 차량의 부분 공간 내 압력(p)의 시간에 따른 거동을 토대로, 탱크 환기 밸브가 개방 상태로 파지되었는지의 여부가 추론된다. 부분 공간은 차량의 연료 탱크를 포함하고 탱크 환기 밸브에 의해 한정된다.

Description

탱크 환기 밸브 진단 방법{METHOD FOR DIAGNOSING A TANK VENTILATION VALVE}

본 발명은 차량의 탱크 환기 밸브의 진단 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법의 각각의 단계를 수행하기 위해 구현된 컴퓨터 프로그램과, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 기계 판독 가능 저장 매체에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 이용하여 차량의 탱크 환기 밸브의 진단을 수행하도록 장착된 전자 제어 장치에 관한 것이다.

차량의 연료 탱크 내의 연료로부터 분리된 증기는 환경 보호의 이유에서 외부로 배출되지 않아야 한다. 이를 방지하기 위해, 차량에 상기 증기를 흡수하는 활성탄 필터(AKF)가 장착된다. 그러나, 상기 활성탄 필터는 연료 증기의 무한정한 양을 흡수하여 저장할 수 있는 것이 아니기 때문에, 필터를 다시 비우거나 재생할 필요가 있다. 이를 위해 최근 차량은, 연료 탱크 내에서 증발된 연료가 활성탄 필터 내에 저장되고, 활성탄 필터는 차단 가능한 탱크 환기 밸브를 통해 엔진의 흡기관과 연결되는 탱크 환기 시스템을 포함한다. 탱크 환기 밸브가 개방되면, 활성탄 필터가 외부로 연결됨으로써 공기가 흡입되고, 이 공기는 임시 저장된 연료를 운반하여 연소를 위해 공급한다. 흡입된 기체량은 탱크 환기 밸브를 통해, 한편으로 활성탄 필터가 충분히 공기에 의해 정화되고, 다른 한편으로 엔진으로 공급되는 혼합기의 공연비가 허용되지 않을 정도에 이르지 않도록 제어된다.

미국 시장에서 판매될 차량들의 경우, 캘리포니아 대기국(Califonia Air Resources Board, CARB)의 규정에 따라 배기와 관련된 차량의 모든 부품이 진단되어야 한다. 이는 탱크 환기 밸브의 진단뿐만 아니라, 탱크 누출 진단에 필요한 연료 탱크 내 압력 센서의 진단도 포함한다. 또한, 개별 부품들의 결함이 확실히 인지되어야 한다. 이때, 결함이 있는 부품들이 올바르게 기능하는 부품들에 영향을 줄 수 있다는 점에 특히 유의해야 한다. 이 경우, 올바르게 기능하는 부품들이 결함이 있는 것으로 오인될 수도 있다. 예를 들어, 결함 있는 탱크 환기 밸브는 탱크 압력 센서의 에러 엔트리를 야기해서는 안 되며, 그 역의 경우도 마찬가지이다. 따라서, 에러를 발견하여 부품들에 할당될 수 있도록 하기 위해, 진단 방법을 이용하여 개별 부품들이 검사되고 검증된다. 개별 부품들의 이러한 검사는 통상 주행 주기마다 한 번씩 실시된다. 부품 검사 후에 최초로 부품 결함이 발생한 경우, 상기 오류가 반드시 즉각 인지될 필요는 없으며, 그 다음 주행 주기에서 인지되면 된다.

현재 알려진 진단 방법은, 탱크 환기 밸브의 구동(이른바 가압)을 통한 탱크 환기 밸브의 모니터링 및 하류에 연결된 추가 압력 센서 또는 흡기관 내 압력 센서에 의한 발생하는 신호의 평가를 포함한다. 탱크 환기 밸브의 또 다른 모니터링 방법은 차량 배기 가스 라인 내 람다 프로브에 도달하는 혼합기의 관찰을 제공한다.

DE 43 42 431 A1호는 내연 기관의 탱크 환기 시스템의 상태에 대한 예측을 결정하는 방법을 기술하고 있으며, 탱크 환기 시스템 내에서의 연료 증발이 조정되는 압력 변동에 미치는 영향의 정도가 검출되고, 이는 탱크 환기 시스템의 상태에 대한 예측의 결정 시 고려된다.

본 발명에 따른 차량의 탱크 환기 밸브의 진단 방법에서는, 차량 엔진의 시동 후 차량의 부분 공간 내 압력의 시간에 따른 거동을 토대로, 탱크 환기 밸브가 개방 상태로 파지(clapming)되어 있는지가 추론된다. 부분 공간은 차량의 연료 탱크를 포함하며 탱크 환기 밸브에 의해 한정된다. 특히, 부분 공간은 연료 탱크, 차량의 활성탄 필터, 연료 탱크와 활성탄 필터를 연결하는 도관 및 활성탄 필터와 탱크 환기 밸브를 연결하는 도관으로 구성된다. 탱크 환기 밸브의 결함은 이러한 방식으로 신속하게 인지될 수 있다. 본 발명에 따른 진단은 이미 엔진 시동 직후에 개방 상태로 파지되어 있는 탱크 환기 밸브를 인지하고, 그에 따라 이러한 결함에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이는 엔진 제어부 내 다른 기능들과의 교차 효과와 관련하여 특히 바람직하다. 또 다른 한 장점은, 지금까지 알려진 진단 방법에 비해 본 발명에 따른 검사의 복잡도가 더 낮다는 점이다. 본 발명에 따른 검사가 훨 씬 더 간단한 이유는, 단 하나의 압력 신호만 평가되면 되므로 결과에 영향을 미치는 한계 조건들이 많지 않기 때문이다.

바람직하게는, 엔진 시동 후 검사 기간 이내에 부분 공간 내 압력의 감소가 발생할 경우, 특히 차량의 주변 압력 미만으로 감소할 경우, 탱크 환기 밸브가 개방 상태로 파지되어 있는 것으로 추론된다. 탱크 환기 밸브가 개방 상태로 파지되어 있을 때 엔진이 시동되면, 시스템상 항상 부분 공간 내 압력 하강을 야기한다. 통전되지 않은 상태에서는 탱크 환기 밸브가 항상 닫혀 있기 때문에, 이러한 압력 하강은 개방 상태로 파지된 탱크 환기 밸브가 그 원인일 수 있다. 따라서, 검사 기간 내에는 탱크 환기 밸브의 구동이 수행되지 않는 것이 특히 바람직하다.

부분 공간 내 압력의 시간에 따른 거동은 부분 공간 내 압력 센서, 바람직하게는 연료 탱크 내 압력 센서를 이용하여 측정될 수 있다. 이러한 압력 센서는 통상의 탱크 누출 진단을 위해서도 어차피 필요하기 때문에, 본 발명에 따른 방법은 추가 부품을 설치하지 않고도 구현될 수 있다.

차량이 스타트/스톱 기능을 갖는 경우, 엔진의 매번의 재시동 시 부분 공간 내 압력의 시간에 따른 거동을 토대로, 탱크 환기 밸브가 개방 상태로 파지되어 있는지의 여부가 추론된다. 이 경우, 탱크 환기 밸브의 결함이 차량 주행 주기의 시작 시에만 인지되는 것이 아니라 주행 주기 도중에도 인지될 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은, 특히 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 전자 제어 장치에서 실행될 경우, 본 발명에 따른 방법의 각각의 단계를 수행하도록 구비된다. 이는 전자 제어 장치에서 구조적인 변경을 수행할 필요없이 본 발명에 따른 방법을 구현할 수 있게 해 준다. 이를 위해, 상기 컴퓨터 프로그램은 특히 본 발명에 따른 기계 판독 가능 저장 매체에 저장된다.

본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램이 전자 제어 장치에서 실행되면, 본 발명에 따른 방법을 이용하여 차량의 탱크 환기 밸브의 진단을 수행하도록 구비된 본 발명에 따른 전자 제어 장치가 획득된다.

본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되며 이하의 명세서에서 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 이용하여 탱크 환기 밸브가 진단될 수 있는 탱크 환기 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에서 차량의 부분 공간 내에서의 시간에 따른 압력 거동을 나타낸 그래프이다.

도 1은 차량의 종래 기술에 따른 탱크 환기 시스템을 도시한다. 연료 탱크(1)가 활성탄 필터(2)와 연결된다. 활성탄 필터(2)로부터 하나의 도관이 탱크 환기 밸브(3)로 안내된다. 이 탱크 환기 밸브(3)로부터 하나의 도관이 엔진(41)의 흡기관(42)으로 안내된다. 공기 필터(43)를 통해 주변 공기가 터보 차저(44) 내로 이송된다. 터보 차저로부터 주변 공기가 인터쿨러(45)를 통해 흡기관(42) 내로 전달된다. 흡기관 내에는 스로틀 밸브(421) 및 흡기관 압력 센서(422)가 위치한다. 흡기관은 엔진(41)과 연결되어 있다. 연료 탱크(1) 내에 압력 센서(5)가 배열된다. 이 압력 센서(5)는, 연료 탱크(1), 활성탄 필터(2), 연료 탱크(1)와 활성탄 필터(2)를 연결하는 도관(11) 및 활성탄 필터(2)와 탱크 환기 밸브(3)를 연결하는 도관(21)으로 구성된 차량의 부분 공간(6) 내 압력(p)을 측정한다. 도시된 부품들은 제어 장치(7)에 의해 제어된다.

본 발명에 따른 방법의 한 실시예에서, 엔진(41)의 매 시동 후 부분 공간(6) 내 압력(p)의 시간(t)에 따른 거동이 압력 센서(5)에 의해 측정된다. 엔진(41)이 오랜 기간에 걸쳐 꺼져 있었다면, 압력(p)은 차량의 주변 압력(p₀)에 상응한다. 결함이 없는 탱크 환기 밸브(3)에서는 도 2에 도시된 압력 거동(81)이 나타난다. 시점(t₁)에서 엔진(41)이 시동된 후, 검사 기간(Δt) 이내에서 압력(p)은 주변 압력(p₀)에 상응하는 초기값으로 일정하게 유지된다. 따라서, 탱크 환기 밸브(3)는 개방 상태로 파지되어 있지 않다. 시점(t₂)에서 활성탄 필터(2)의 재생 목적으로 탱크 환기 밸브(3)가 구동되면서 처음으로 압력(p)이 하강하는데, 그 이유는 흡기관(42)으로의 연결이 개방되어 흡기관(42)을 통해 유동하는 공기 흐름이 연료/공기 혼합물을 활성탄 필터(2)로부터 운반하기 때문이며, 이로써 연료 탱크(1)로부터 공기가 함께 운반되어 부분 공간(6) 내 압력(p)이 강하한다.

이에 반해, 탱크 환기 밸브(3)가 엔진(41)의 시동 시 개방 상태로 파지되어 있는 경우, 마찬가지로 도 2에 도시된 압력 거동(82)이 나타난다. 시점(t₁)에서 엔진(41)이 시동되는 즉시 공기가 활성탄 필터(2) 및 연료 탱크(1)로부터 흡기관(42)으로 이송됨으로써, 압력(p)이 강하한다. 상기 압력은 검사 기간(Δt) 이내에 최소치에 도달한다. 이러한 즉각적인 압력(p) 강하로 인해, 개방 상태로 파지된 탱크 환기 밸브(3)가 인지된다. 이후 시점(t₂)에서 탱크 환기 밸브(3)가 구동되면 탱크 환기 밸브가 더 이상 개방되어 있지 않기 때문에, 압력(p)의 추가 강하는 발생하지 않는다.

엔진(41)의 매번의 스위치-오프 이후에, 그리고 탱크 환기 밸브(3)에 결함이 없든 있든 간에, 압력(p)은 다시 주변 압력(p₀)으로 팽창하기 때문에, 스타트/스톱 기능을 갖는 차량에서 전술한 탱크 환기 밸브(3)의 진단은 엔진(41)의 매 시동 과정 이후에 반복될 수 있다.

Claims (9)

1. 차량의 탱크 환기 밸브(3)의 진단 방법에 있어서,
   차량의 엔진(41)의 시동 후에 차량의 부분 공간(6) 내 압력(p)의 시간에 따른 거동을 토대로, 탱크 환기 밸브(3)가 개방 상태로 파지(clamping)되어 있는지의 여부가 추론되며, 부분 공간(6)은 차량의 연료 탱크(1)를 포함하고 탱크 환기 밸브(3)에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는, 차량의 탱크 환기 밸브 진단 방법.
2. 제1항에 있어서, 부분 공간(6)은 연료 탱크(1), 차량의 활성탄 필터(2), 연료 탱크(1)와 활성탄 필터(2)를 연결하는 도관(11) 및 활성탄 필터(2)와 탱크 환기 밸브(3)를 연결하는 도관(21)으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량의 탱크 환기 밸브 진단 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 엔진(41)의 시동 후 검사 기간(Δt) 이내에 부분 공간(6) 내 압력(p)의 감소가 발생할 경우, 탱크 환기 밸브(3)가 개방 상태로 파지된 것으로 추론되는 것을 특징으로 하는, 차량의 탱크 환기 밸브 진단 방법.
4. 제3항에 있어서, 검사 기간(Δt) 내에는 탱크 환기 밸브(3)의 구동이 수행되지 않는 것을 특징으로 하는, 차량의 탱크 환기 밸브 진단 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 부분 공간(6) 내 압력(p)의 시간에 따른 거동은 부분 공간(6) 내 압력 센서(5)를 이용하여 측정되는 것을 특징으로 하는, 차량의 탱크 환기 밸브 진단 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차량은 스타트/스톱 기능을 가지며, 엔진(41)의 매 재시동 시 부분 공간(6) 내 압력(p)의 시간에 따른 거동을 토대로, 탱크 환기 밸브(3)가 개방 상태로 파지되어 있는지의 여부가 추론되는 것을 특징으로 하는, 차량의 탱크 환기 밸브 진단 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 따른 방법의 각각의 단계를 수행하도록 구현되며, 기계 판독 가능 저장 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램.
8. 제7항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장된 기계 판독 가능 저장 매체.
9. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 이용하여, 차량의 탱크 환기 밸브(3)의 진단을 수행하도록 구비된 전자 제어 장치(7).

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