KR20160063866A - 바이퓨얼 차량의 obd 시스템 그 제어방법 - Google Patents

바이퓨얼 차량의 obd 시스템 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 제1 연료를 사용하는 차량을 제1 연료 또는 제2 연료를 선택적으로 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량으로 개조한 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템으로서, 차량의 각종 센서로부터 정보를 입력 받으며, 메모리에 제1 연료 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 MAP 1 데이터가 저장된 메인 ECU; 상기 메인 ECU와 통신을 통해 연결되며, 메모리에 제2 연료 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 MAP 2 데이터가 저장된 바이퓨얼 ECU; 상기 메인 ECU와 통신을 통해 연결되며 진단용 외부 단말기가 연결 가능한 OBD 포트; 및 상기 메인 ECU에서 생성된 MIL 신호에 의해 점등이 제어되는 엔진 경고등을 포함하며, 상기 메인 ECU는, 상기 바이퓨얼 ECU로부터 MAP 2 데이터를 전달받아 상기 메인 ECU의 메모리에 저장하되, 제1 연료 모드에서는 MAP 1 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 고장진단을 수행하며, 제2 연료 모드에서는 MAP 2 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 OBD 진단을 수행하는, 바이퓨얼 차량의 OBD 진단 시스템을 제공한다.

Description

바이퓨얼 차량의 OBD 시스템 그 제어방법{OBD SYSTEM OF BI-FUEL AUTOMOTIVE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 OBD(on board diagnosis) 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료로서 가솔린과 CNG를 선택적으로 사용하는 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 연료로서 압축 천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)는 가솔린보다 가격이 저렴하고, 가스 상태이기 때문에 각 실린더의 연료 분배가 균일하며, 배기가스도 가솔린에 비해 상대적으로 깨끗하여 환경면에서도 장점을 가지고 있다. 또한 압축 천연가스를 자동차 연료로서 사용할 때, 옥탄가가 높기 때문에 노킹이 거의 발생하지 않으며, 윤활유의 손실이 적고 워밍업도 빠른 장점이 있다.
이러한 장점으로 압축 천연가스 연료 차량의 보급이 세계적으로 확대되고 있으며, 이중 가솔린과 CNG를 겸용으로 사용하는 CNG 바이퓨얼 차량이 많은 부분을 차지하고 있다.
CNG 바이퓨얼 차량은 일반적으로 가솔린 연료 차량에 추가적으로 CNG 연료 공급 시스템을 추가하여, 운전자가 선택적으로 연료를 사용할 수 있게 구성하며, CNG 충전 인프라가 미흡한 지역에서 가솔린을 주유하여 운행할 수 있는 장점이 있다.
한편, 차량에서는 차량의 제어상태와 각종 센서들을 점검하여 고장 유무를 확인하고 알려주는 OBD(미국 OBD-Ⅱ, 유럽은 EOBD, 이하 "OBD"라고 함 ) 시스템을 가질 것이 요구되어 있으며, 바이퓨얼 차량에서도 OBD 시스템의 구현이 요구된다.
바이퓨얼 차량에서 OBD 시스템을 구현하는 방법으로 각 연료 상태에서 따라 두 개의 OBD 시스템을 구현하고, 연료 상태에서 따라 메인 ECU 또는 바이퓨얼 ECU가 각각의 OBD 시스템을 위한 컨트롤 유닛으로서 OBD 진단을 수행하는 방법이 있다.
그러나 이를 위해서는 바이퓨얼 ECU가 OBD 진단을 위한 각종 신호들을 입력받도록 각종 센서들과 연결되어야 하므로, 메인 ECU와 바이퓨얼 ECU 각각으로의 신호 전달을 위해 각종 센서로부터 신호 전달을 위한 배선 연결이 중복적으로 설치되어야 하는 문제점이 있다. 또한, 메인 ECU 및 바이퓨얼 ECU가 각각 고장진단을 수행하므로 고장진단의 중복 문제, 및 엔진 경고등(malfunction indicator lamp, MIL) 제어의 주체가 모호해지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 메인 ECU와 바이퓨얼 ECU와의 통신을 통해 바이퓨얼 차량의 양 연료모드에서 OBD 시스템에 관련된 규제조건을 만족시킬 수 있는 OBD 시스템을 구성할 수 있는 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하나의 OBD 시스템을 통해 바이퓨얼 차량의 양 연료모드에서 OBD 시스템에 관련된 규제 조건을 만족할 수 있는 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해, 제1 연료를 사용하는 차량을 제1 연료 또는 제2 연료를 선택적으로 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량으로 개조한 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템으로서, 차량의 각종 센서로부터 정보를 입력 받으며, 메모리에 제1 연료 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 MAP 1 데이터가 저장된 메인 ECU; 상기 메인 ECU와 통신을 통해 연결되며, 메모리에 제2 연료 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 MAP 2 데이터가 저장된 바이퓨얼 ECU; 상기 메인 ECU와 통신을 통해 연결되며 진단용 외부 단말기가 연결 가능한 OBD 포트; 및 상기 메인 ECU에서 생성된 MIL 신호에 의해 점등이 제어되는 엔진 경고등을 포함하며, 상기 메인 ECU는, 상기 바이퓨얼 ECU로부터 MAP 2 데이터를 전달받아 상기 메인 ECU의 메모리에 저장하되, 제1 연료 모드에서는 MAP 1 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 고장진단을 수행하며, 제2 연료 모드에서는 MAP 2 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 OBD 진단을 수행하는, 바이퓨얼 차량의 OBD 진단 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 상기 MAP 2 데이터는 차량의 시동 스위치 키온 시에 상기 바이퓨얼 ECU로부터 상기 메인 ECU로 제공되다.
본 발명에 의하면, 상기 MAP 2 데이터는 상기 바이퓨얼 ECU로부터 제2 연료 모드로의 연료 전환 정보가 상기 메인 ECU에 제공될 때, 상기 바이퓨얼 ECU로부터 상기 메인 ECU로 제공된다.
본 발명에 의하면, 상기 메인 ECU는 각종 센서로부터 입력되는 정보를 연료 모드에 따라 메모리에 저장된 MAP 1 데이터 또는 MAP 2 데이터에 기재된 고장진단 임계값과 대비 분석하여 고장진단을 수행하고 고장으로 판단되는 경우 고장진단 정보를 프리즈 프레임 데이터로 메인 ECU의 메모리에 저장하되, 상기 프리즈 프레임 데이터는 고장 판단 시의 연료 모드 정보를 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 제1 연료는 가솔린이며 상기 제2 연료는 CNG 이다.
또한, 본 발명은, 제1 연료 또는 제2 연료를 선택적으로 사용하여 구동하며, 차량의 각종 센서로부터 정보를 입력 받으며 메모리에 제1 연료 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 MAP 1 데이터가 저장된 메인 ECU와, 상기 메인 ECU와 통신을 통해 연결되고 메모리에 제2 연료 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 MAP 2 데이터가 저장된 바이퓨얼 ECU를 포함하는 바이퓨얼 차량의 OBD 진단 시스템의 제어 방법으로서, 상기 메인 ECU는, 상기 바이퓨얼 ECU로부터 MAP 2데이터를 제공받아 메인 ECU의 메모리에 저장하는 단계; 제1 연료 모드인지 제2 연료 모드인지를 판단하는 연료 모드 판단 단계; 상기 연료 모드 판단 단계에서 제1 연료 모드로 판단되는 경우, MAP 1 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 고장진단을 수행하는 고장진단을 수행하며, 상기 연료 모드 판단 단계에서 제2 연료 모드로 판단되는 경우 MPA 2 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 고장진단을 수행하는 고장진단을 수행하는 고장진단 수행 단계; 상기 고장진단 수행 단계에서 고장 판단이 이루어지는 경우 고장 판단시의 연료 모드와 고장진단 정보를 포함하는 프리즈 프레임 데이터를 생성하여 메모리에 저장하는 단계; 및 엔진 경고등에 MIL 신호를 출력하여 점등을 제어하는 단계를 포함하는 바이퓨얼 차량의 OBD 제어방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 메인 ECU와 바이퓨얼 ECU와의 통신을 통해 하나의 OBD 시스템을 통해 바이퓨얼 차량의 양 연료모드에서 OBD 시스템에 관련된 규제조건을 만족시킬 수 있는 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 메인 ECU가 OBD 시스템의 컨트롤 유닛으로 기능하여 OBD 진단을 수행하게 됨으로 바이퓨얼 ECU와 각종 센서와 중복된 배선 연결이 불필요하다. 또한, 메인 ECU의 메모리에 기록된 프리즈 프레임 데이터는 연료 상태 정보를 포함하므로 고장의 원인이 되는 시스템이 어느 연료와 관련된 계통인지를 명확하게 파악할 수 있다. 또한, 엔진 경고등 제어의 주체가 명확해지며 신호 교란 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템의 구성도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템이 적용된 차량 시스템의 주요부를 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량에서 메인 ECU에서의 OBD 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템 및 그 제어방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템의 구성도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템이 적용된 차량 시스템의 주요부를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템은 메인 ECU(100)와, 바이퓨얼 ECU(200), OBD 포트(300) 및 엔진 경고등(400, MIL)을 포함한다.
메인 ECU(100)는, 차량이 바이퓨얼 차량으로 개조되기 전 완성차 업체에 출고되는 차량에 장착되어 있던 ECU이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 메인 ECU(100)는 엔진(10)에 부착된 크랭크축 회전센서, 캠축 회전센서, 엔진 냉각수 온도 센서 등의 센서(11)와, 배기 매니폴드(15)에 부착된 산소 센서(16) 등의 여러 센서로부터 신호를 입력받아 각 부분의 작동 정보를 포함하여 차량의 운전 상태를 파악하며, 바이퓨얼 ECU(200)와 협력하여 차량의 전체적인 동작을 제어한다.
또한 메인 ECU(100)는 가솔린 모드에서 가솔린 연료 공급부를 제어하여, 가솔린 모드에서 가솔린 인젝터(12)를 통해 엔진(10)에 가솔린이 분사되도록 제어한다.
가솔린 연료 공급부는 차량이 CNG 바이퓨얼 차량으로 개조되기 전 차량에 기존에 탑재된 연료 공급부로서, 도 2 에 도시된 바와 같이 가솔린 연료 라인(20), 연료펌프(22), 연료탱크(24), 연료탱크(24) 내의 연료량을 감지하는 연료 게이지(25) 등을 포함한다.
가솔린 모드에서 메인 ECU(100)는 가솔린 연료 공급부를 제어하여 가솔린 인젝터(12)에 가솔린이 공급되도록 하며, 산소 센서(16)로부터 입력되는 신호를 이용하여 공연비 피드백 제어를 수행하여 가솔린 인젝터(12)에 제공될 인젝션 펄스 신호(I)를 생성하고 바이퓨얼 ECU(200)를 통해 가솔린 인젝터(12)에 인젝션 펄스 신호를 출력함으로서 가솔린 인젝터(12)를 통해 엔진(10)에 가솔린이 분사되도록 제어한다.
메인 ECU(100)는 CPU(110)와 메모리(120)를 구비하며, 메모리(120)에 저장된 차량의 운행에 관련된 각종 정보를 이용하여 메모리(120)에 저장된 프로그램에 따라 차량의 동작을 제어한다.
본 발명에 따르면 메인 ECU(100)는, 메모리(120)에 가솔린 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 고장진단 임계값 맵인 MAP 1데이터를 저장하고 있다.
메인 ECU(100)의 CPU(110)는 기 설정된 프로그램에 따라 고장진단을 수행하는 데, 가솔린 모드에서는 메모리(120)에 저장된 고장진단 임계값 맵인 MAP 1에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 메인 ECU(100)에 입력된 각종 센서 신호를 분석함으로써 고장진단을 수행한다. 그리고 고장진단 결과 고장으로 판단된 경우 연료 정보(가솔린)와 함께 고장진단 코드 등의 고장진단 정보를 프리즈 프레임(freeze frame) 데이터로 메모리 저장한다.
본 발명에 따르면 메인 ECU(100)는 가솔린 차량이 바이퓨얼 차량으로 개조되기 전에 차량에 탑재된 원래의 ECU이므로, 원래의 ECU에 저장되어 있던 고장진단 임계값 맵이 그대로 사용된다.
본 발명에 따르면, 메인 ECU(100)는 바이퓨얼 ECU(300)와 CAN 또는 K-line 등의 통신(150)을 통해 연결된다.
메인 ECU(100)는, 각종 센서로부터 입력된 차량의 운행 상태 정보를 바이퓨얼 ECU(200)에 통신을 통해 제공하며, 바이퓨얼 ECU(200)로부터 CNG 모드에서의 고장진단 임계값이 기재된 CNG 모드 고장진단 임계값 맵인 MAP 2 데이터를 제공받아 메모리(120)에 저장하도록 프로그램밍된다.
메인 ECU(100)는 CNG 모드에서는 바이퓨얼 ECU(200)로부터 제공되어 메모리(120)에 저장된 CNG 모드 고장진단 임계값 맵인 MAP 2에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 메인 ECU(100)에 입력된 각종 센서 신호를 분석함으로써 고장진단을 수행한다. 그리고 고장진단 결과 고장으로 판단된 경우 연료 정보(CNG)와 함께 고장진단 코드 등의 고장진단 정보를 프리즈 프레임(freeze frame) 데이터로 메모리(120)에 저장한다.
바이퓨얼 ECU(200)는 가솔린 차량이 바이퓨얼 차량으로 개조될 때 추가 장착되는 것으로서, CNG 연료 공급을 위해 추가되는 CNG 연료 공급부를 제어하여, CNG 모드에서 엔진에 CNG 인젝터(14)를 통해 CNG가 분사되도록 제어한다.
CNG 연료 공급부는 도 2 에 도시된 바와 같이, CNG 모드에서 CNG를 CNG 인젝터(14)에 공급하기 위한 것으로, CNG 인젝터(14)에 CNG를 공급하는 CNG 연료 라인(40)과, CNG가 충전되는 CNG 탱크(42)와, CNG 연료의 압력과 온도를 감지하는 압력감지센서(44) 및 온도감지센서(46)와, CNG 연료를 공급을 개폐 제어하는 솔레노이드 밸브(48) 등을 포함한다.
또한, 바이퓨얼 ECU(200)는 연료 선택 스위치(5)와 연결되어, 운전자가 연료 선택 스위치(5)를 통해 CNG 연료 모드를 선택하는 경우 해당 정보를 메인 ECU(100)에 출력한다.
바이퓨얼 ECU(200)는 CPU(210)와 메모리(220)를 포함하며, 메모리(220)에 저장된 정보에 따라 제어동작을 수행한다. 바이퓨얼 ECU(200)는 메인 ECU(100)와 통신(150)을 통해 연결되어 메인 ECU(100)에 입력된 차량의 운행 정보를 제공받으며, 메모리에 저장된 CNG 모드에서의 차량 운행에 필요한 정보를, CNG 연료 모드 ON 신호를 함께 메인 ECU(100)에 제공하여, 메인 ECU(100)가 기 설정된 프로그램에 따라 CNG 연료 모드에 관련된 동작을 수행하도록 한다. 예컨대, 바이퓨얼 ECU(200)는 메인 ECU(100)로부터 제공된 차량 운행 정보를 이용하여 CNG 연료 특성에 맞는 공연비 피드백 제어를 위한 신호를 제공하고, 메인 ECU(100)는 바이퓨얼 ECU(100)로부터 제공된 정보를 이용하여 CNG 연료 특성에 맞는 공연비 피드백 제어를 수행하여 인젝션 펄스 신호를 생성한다. 바이퓨얼 ECU(200)는 해당 인젝션 펄스 신호(I)를 이용하여 CNG 인젝터용 신호를 생성하여 CNG 인젝터(14)에 출력한다.
본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템에 따르면, 바이퓨얼 ECU(200)의 메모리(220)에는 CNG 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 CNG 모드 고장진단 임계값 맵인 MAP 2 데이터가 저장된다.
바이퓨얼 ECU(200)는 시동 스위치 키온 신호가 메인 ECU(100)로부터 입력되며 메모리(220)에 저장된 CNG 모드 고장진단 임계값 맵인 MAP 2 데이터를 메인 ECU(100)에 제공하거나, CNG 연료 모드 ON 신호와 함께 MAP 2 데이터를 메인 ECU(100)에 제공한다. 메인 ECU(100)는 CNG 모드에서는 바이퓨얼 ECU로부터 제공되어 메인 ECU(100)의 메모리에 저장된 MAP 2 데이터의 고장진단 임계값을 사용하여 고장진단을 수행한다.
OBD 포트(300)는 메인 ECU(100)와 통신으로 연결되며, OBD 포트(300)에 진단용 외부 단말기(350, general scan tool)가 연결되어 진단 정보를 요청하는 경우 메인 ECU(100)는 기 설정된 프로그램에 따라 메인 ECU(100)의 메모리(120)에 저장된 프리즈 프레임 데이터를 진단용 외부 단말기에 제공한다.
엔진 경고등(400)은 메인 ECU(100)에 의해 제어된다. 메인 ECU(100)는, 고장진단이 이루어지는 경우, OBD 규제 기준에 설정된 방식에 따라 고장유형에 따라 엔진 경고등이 점등되도록 MIL 신호를 생성하여 엔진 경고등을 제어한다.
다시 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량의 자기진단 시스템에서의 고장 진단 과정을 설명한다.
차량의 시동 스위치가 키-온(key-on)되면, 메인 ECU(100)는 바이퓨얼 ECU에 CNG 모드 고장진단 임계값 맵 정보인 MAP 2 데이터를 요청하고(OBD data request), 바이퓨얼 ECU(200)의 메모리에 저장된 CNG 모드 고장진단 임계값 맵 정보인 MAP 2가 메인 ECU(100)에 제공되어(OBD data transfer) 메인 ECU(100)의 메모리(100)에 저장된다. 바이퓨얼 ECU(200)로부터 제공된 정보의 저장이 완료되면 메인 ECU(100)는 바이퓨얼 ECU(200)에 데이터 통신 완료 신호(OBD data reception completed)를 제공한다.
이러한 절차를 통해, 메인 ECU(100)의 메모리는 원래의 고장진단 임계값 맵인 MAP 1 데이터와 바이퓨얼 ECU(200)로부터 제공된 CNG 모드 고장진단 임계값 맵인 MAP 2 데이터가 함께 저장되며, 메인 ECU(100)는 연료 모드에 따라 MAP 1의 값과 MAP 2의 값을 선택적으로 사용하면서 고장진단을 수행한다.
가솔린 모드에서는 메인 ECU(100)는 메모리에 원래 저장되어 있던 고장진단 임계값 맵인 MAP 1 데이터에 기재된 고장진단 임계값들과 각종 센서로부터 입력되는 값(신호)들을 대비 분석하여 고장진단을 수행하고, 고장으로 판단된 경우, 연료 모드 정보(가솔린) 정보와 함께 고장진단 정보를 프리즈 프레임 데이터로 메모리(120)에 저장하고, 엔진 경고등(400)에 MIL 신호를 생성하여 출력함으로써 엔진경고등(400)을 제어한다.
차량이 CNG 모드로 운행을 시작하여, 바이퓨얼 ECU(200)로부터 연료 전환 정보(CNG 모드 ON 신호)가 수신되면, 메인 ECU(100)는 메모리(120)에 맵 중 바이퓨얼 ECU로부터 제공받은 CNG 모드 고장진단 임계값 맵인 MAP 2 데이터에 기재된 CNG 모드 고장진단 임계값들을 각종 센서로부터 입력되는 값들과 대비 분석하여 고장진단을 수행한다. 고장진단 결과 고장으로 판단된 경우 연료 정보(CNG) 정보와 함께 고장진단 정보를 프리즈 프레임 데이터로 메모리(120)에 저장하고, 엔진 경고등(400)에 MIL 신호를 생성하여 출력함으로써 엔진경고등(400)을 제어한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 메인 ECU(100)는 시동 스위치 키온 시에 바이퓨얼 ECU(200)에 CNG 모드 고장진단 임계값 맵(MAP 2) 정보를 요청하여 메모리(120)에 저장하는 방식 외에, CNG 연료 모드가 선택되면 바이퓨얼 ECU(200)가 CNG 모드 ON 신호와 함께 CNG 모드 고장진단 임계값 맵 정보인 MAP 2 데이터를 메인 ECU(100)로 제공하고, 메인 ECU(100)는 바이퓨얼 ECU로부터 제공된 CNG 모드 고장진단 임계값 맵 정보인 MAP 2 데이터를 메모리(120)에 저장하고, 저장된 MAP 2 데이터에 기재된 CNG 모드의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값들을 각종 센서로부터 입력되는 값들과 대비 분석하여 고장진단을 수행할 수 있다.
또한, 메인 ECU(100)의 요청에 따라 실시간으로 MAP 2 데이터를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 경우 CNG 모드의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값 맵 정보인 MAP 2가 제공되는 시점 또는 방식이 상이할 뿐, 메인 ECU(100)가 바이퓨얼 ECU(200)로 제공된 CNG 모드의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값 맵 정보인 MAP 2 데이터를 메모리(120)에 저장하고 연료 모드에 따라 MAP 1 데이터 및 MAP 2 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 선택적으로 사용하여 고장진단을 수행하는 점에서는 동일하다.
바이퓨얼 차량에서는 연료의 특성 차이로 인하여 고장진단에 사용되는 임계값이 상이하게 설정될 필요가 있다. 예를 들면 메인 ECU(100)는 산소 센서의 신호의 응답성, 신호 주기 등을 이용하여 산소 센서의 고장을 판단할 수 있는 데, 연료 특성의 차이로 인하여 산소 센서에서 가솔린 연료를 사용할 때의 응답 특성과 CNG 연료를 사용할 때의 응답 특성이 상이하다. 본 발명에서는 가솔린 모드에서는 메인 ECU(100)의 메모리에 미리 저장되어 있던 산소 센서 관련 고장진단 임계값을 사용하여 산소 센서로부터의 입력값을 분석함으로써 고장 진단을 수행하고, CNG 모드에서는 바이퓨얼 ECU(200)로부터 제공되어 메인 ECU(100)의 메모리(120)에 저장된 산소 센서 관련 고장진단 임계값을 사용하여 산소 센서로부터의 입력값을 분석함으로써 고장 진단을 수행한다.
즉, 메인 ECU는 사용되는 연료상태 정보에 따라 메모리에 저장된 고장진단 임계값을 선택적으로 사용하여 고장진단을 수행하므로, 고장 진단이 정확하게 수행될 수 있다.
고장진단의 수행 결과 고장으로 판단되며 메인 ECU(100)로부터 엔진 경고등(400)에 MIL 신호가 생성 출력되며, OBD 시스템에 관련된 규제에서 요구하는 조건에 따라 고장 코드 등의 정보를 메인 ECU(100)의 메모리(120)에 프리즈 프레임 데이터로 저장하는 데, 프리즈 프레임 데이터는 고장 진단시의 연료 상태 정보를 포함한다.
이와 같이 저장된 프리즈 프레임 데이터는 OBD 포트(300)에 진단용 외부 단말기(350)가 연결되어 진단 정보를 요청하는 경우 진단용 외부 단말기(350)로 제공되는 데, 프리즈 프레임 데이터(Freeze Frame data)는 고장 코드 등의 정보와 연료 상태 정보를 함께 포함하므로, 차량의 고장 부분이 특정 연료 계통에 관계되는 경우에 진단용 외부 단말기로부터 읽혀지는 정보로부터 차량 정비자는 차량의 고장의 원인이 가솔린 연료 계통과 관련되는지 아니면 CNG 연료 계통에 관계되는지를 명확히 구분하여 파악하는 것이 가능하며 이를 통해 정확한 정비를 수행할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 바이퓨얼 차량에서 메인 ECU(100)에서의 OBD 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
차량의 시동 스위치가 키-온되면, 메인 ECU(100)는 바이퓨얼 ECU(200)와의 통신을 통해 바이퓨얼 ECU(200)의 메모리(220)에 저장된 CNG 모드의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값 맵 정보인 MAP 2 데이터를 요청하고(S10), MAP 2 데이터를 제공받아 메인 ECU(100)의 메모리(120)에 저장한다(S20).
그리고, 메인 ECU(100)는 설정된 프로그램에 따라 각종 센서로부터 입력되는 정보를 분석하여 각 부분의 고장 유무를 판단하는 절차를 수행한다.
메인 ECU는 먼저 차량의 연료 모드를 판단한다(S30). 메인 ECU(100)는 바이퓨얼 ECU(200)로부터 연료 전환에 관련된 정보를 입력받는다. 운전자가 연료 선택 스위치(5)를 스위칭하여 CNG 연료 모드를 선택하는 경우 바이퓨얼 ECU(200)는 CNG 연료 모드 ON 신호를 메인 ECU(100)로 출력하고, 메인 ECU(100)는 이를 통해 CNG 연료 모드로의 진입을 인지하다.
연료 모드 판단 단계(S30)에서 CNG 연료 모드 OFF 즉, 가솔린 연료 모드로 판단된 경우 메인 ECU(100)는, 각종 센서로부터 입력되는 신호와, 메인 ECU(100)의 메모리(120)에 원래 저장된 고장진단 임계값 맵 정보인 MAP 1 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 대비 분석하여 고장진단을 수행한다(S40).
고장진단 결과 고장으로 판단되는 경우 가솔린 모드라는 연료 정보와 함께 OBD 시스템에 관련된 규제에서 요구하는 조건에 따라 고장코드 등의 정보를 프리즈 프레임 데이터로 메모리에 저장한다(S50).
그리고, MIL 신호를 생성하여 엔진 경고등에 출력한다(S60).
연료 모드 판단 단계(S30)에서 CNG 연료 모드로 판단된 경우 메인 ECU(100)는, 각종 센서로부터 입력되는 신호와, 바이퓨얼 ECU(200)로부터 제공되어 메인 ECU(100)의 메모리(120)에 저장된 CNG 모드 고장진단 임계값 맵 정보인 MAP 2 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 대비하여 고장진단을 수행한다(S45).
고장진단 결과 고장으로 판단되는 경우 가솔린 모드라는 연료 정보와 함께 OBD 시스템에 관련된 규제에서 요구하는 조건에 따라 고장코드 등의 정보를 프리즈 프레임 데이터로 메모리에 저장한다(S50).
그리고, MIL 신호를 생성하여 엔진 경고등에 출력한다(S60).
본 발명에 따른 OBD 시스템의 제어방법에 있어서, 메인 ECU(100)가 바이퓨얼 ECU(200)와의 통신을 통해 바이퓨얼 ECU(200)의 메모리(220)에 저장된 CNG 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값 맵 정보인 MAP 2 데이터를 요청하고 전달받은 메인 ECU(100)의 메모리(120)에 저장하는 단계는 연료 모드 판단 단계 이후에 CNG 연료 모드로 판단된 경우에 수행될 수 있다. 또한, MIL 신호의 생성 출력은 프리즈 프레임 데이터를 저장하는 단계와 동시에 또는 반대의 순서로 수행될 수 있다.
본 발명에 의하면, 메인 ECU가 OBD 시스템의 컨트롤 유닛으로 기능하여 OBD 진단을 수행하게 됨으로 바이퓨얼 ECU와 각종 센서와 중복된 배선 연결이 불필요하며, CNG 모드에서는 바이퓨얼 ECU로부터 제공된 CNG 모드 고장진단 임계값 맵을 사용하여 고장진단이 수행되므로 연료 특성을 고려한 정확한 고장진단이 수행될 수 있다. 또한 기록된 프리즈 프레임 데이터는 연료 상태 정보를 포함하므로 고장의 원인이 되는 시스템이 어느 연료와 관련된 계통인지를 명확하게 파악할 수 있다. 또한, 엔진 경고등 제어의 주체가 명확해지며 신호 교란 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 제1 연료를 가솔린으로 하고, 제2 연료를 CNG 로 하는 바이퓨얼 차량을 예로 하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 제1 연료가 가솔린 또는 LPG 이고, 제2 연료가 CNG 인 바이퓨얼 차량 또는 제1 연료가 가솔린이고, 제2 연료가 LPG인 바이퓨얼 차량 등에서도 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.
5: 연료 선택 스위치 10: 엔진
12: 가솔린 인젝터 14: CNG 인젝터
15: 배기 매니폴드 16: 산소 센서
20: 가솔린 연료라인 22: 연료펌프
24: 연료탱크 25: 연료 게이지
40: CNG 연료라인 42: CNG 탱크
44: 압력감지센서 46: 온도감지센서
48: 솔레노이드 밸브
100: 메인 ECU 200: 바이퓨얼 ECU
110, 210: CPU 120, 220: 메모리
300: OBD 포트 350: 진단용 외부 단말기
400: 엔진 경고등

Claims (7)

  1. 제1 연료를 사용하는 차량을 제1 연료 또는 제2 연료를 선택적으로 연료로 사용하는 바이퓨얼 차량으로 개조한 바이퓨얼 차량의 OBD 시스템으로서,
    차량의 각종 센서로부터 정보를 입력 받으며, 메모리에 제1 연료 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 MAP 1 데이터가 저장된 메인 ECU와,
    상기 메인 ECU와 통신을 통해 연결되며, 메모리에 제2 연료 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 MAP 2 데이터가 저장된 바이퓨얼 ECU와,
    상기 메인 ECU와 통신을 통해 연결되며 진단용 외부 단말기가 연결 가능한 OBD 포트;
    상기 메인 ECU에서 생성된 MIL 신호에 의해 점등이 제어되는 엔진 경고등을 포함하며,
    상기 메인 ECU는,
    제1 연료 모드에서는 MAP 1 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 고장진단을 수행하며,
    제2 연료 모드에서는 상기 바이퓨얼 ECU로부터 제공된 MAP 2 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 OBD 진단을 수행하는, 바이퓨얼 차량의 OBD 진단 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 ECU는 상기 바이퓨얼 ECU로부터 MAP 2 데이터를 전달받아 상기 메인 ECU의 메모리에 저장하고, 연료 모드에 따라 MAP 1 데이터 또는 MAP 2 데이터를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 OBD 진단 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 MAP 2 데이터는 차량의 시동 스위치 키온 시에 상기 바이퓨얼 ECU로부터 상기 메인 ECU로 제공되는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 OBD 진단 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 MAP 2 데이터는 상기 바이퓨얼 ECU로부터 제2 연료 모드로의 연료 전환 정보가 상기 메인 ECU에 제공될 때, 상기 바이퓨얼 ECU로부터 상기 메인 ECU로 제공되는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 OBD 진단 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 ECU는 각종 센서로부터 입력되는 정보를 연료 모드에 따라 메모리에 저장된 MAP 1 데이터 또는 MAP 2 데이터에 기재된 고장진단 임계값과 대비 분석하여 고장진단을 수행하고 고장으로 판단되는 경우 고장진단 정보를 프리즈 프레임 데이터로 메인 ECU의 메모리에 저장하되,
    상기 프리즈 프레임 데이터는 고장 판단 시의 연료 모드 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 OBD 진단 시스템.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1 연료는 가솔린이며 상기 제2 연료는 CNG 인 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 OBD 진단 시스템.
  7. 제1 연료 또는 제2 연료를 선택적으로 사용하여 구동하며, 차량의 각종 센서로부터 정보를 입력 받으며 메모리에 제1 연료 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 MAP 1 데이터가 저장된 메인 ECU와, 상기 메인 ECU와 통신을 통해 연결되고 메모리에 제2 연료 모드에서의 OBD 진단을 위한 고장진단 임계값이 기재된 MAP 2 데이터가 저장된 바이퓨얼 ECU를 포함하는 바이퓨얼 차량의 OBD 진단 시스템의 제어 방법으로서,
    상기 메인 ECU는,
    상기 바이퓨얼 ECU로부터 MAP 2데이터를 제공받아 메인 ECU의 메모리에 저장하는 단계;
    제1 연료 모드인지 제2 연료 모드인지를 판단하는 연료 모드 판단 단계;
    상기 연료 모드 판단 단계에서 제1 연료 모드로 판단되는 경우, MAP 1 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 고장진단을 수행하는 고장진단을 수행하며, 상기 연료 모드 판단 단계에서 제2 연료 모드로 판단되는 경우 MPA 2 데이터에 기재된 고장진단 임계값을 사용하여 고장진단을 수행하는 고장진단을 수행하는 고장진단 수행 단계;
    상기 고장진단 수행 단계에서 고장 판단이 이루어지는 경우 고장 판단시의 연료 모드와 고장진단 정보를 포함하는 프리즈 프레임 데이터를 생성하여 메모리에 저장하는 단계;
    엔진 경고등에 MIL 신호를 출력하여 점등을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이퓨얼 차량의 OBD 제어방법.
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