KR20200070791A

KR20200070791A - 써모스텟 오진단 방지 방법 및 엔진 시스템

Info

Publication number: KR20200070791A
Application number: KR1020180158309A
Authority: KR
Inventors: 구본창
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2020-06-18
Also published as: US20200182125A1; US11149625B2

Abstract

본 발명의 엔진 시스템(1)에 적용된 써모스텟 오진단 방지 방법은 모니터링 컨트롤러(70)에서 엔진냉각수의 엔진 웜업 온도(Engine Warm Up Temperature)에서 엔진 시스템(1)으로부터 검출된 차속과 엔진 출력으로 구분된 고속/고부하와 저속/저부하를 써모스탯(40)의 모니터링 조건으로 적용하고, 상기 엔진 시스템(1)으로부터 검출된 엔진냉각수온도와 외기온도 중 상기 엔진냉각수온도로 써모스텟 고장을 1회 판정한 후 상기 외기온도에 대한 지연시간(Delay Time)의 확인에 이어 상기 엔진냉각수온도로 상기 써모스텟 고장을 2회 판정하여 써모스탯 고장판단이 이루어짐으로써 1,2차 판단에 따른 페일 세이프(fail-safe)로 써모스탯(40)의 오진단 방지와 함께 강화 OBD 대응도 가능한 특징을 갖는다.

Description

써모스텟 오진단 방지 방법 및 엔진 시스템{Method for Preventing Thermostat Misdiagnosis and Engine System Thereof}

본 발명은 써모스텟(Thermostat) 진단에 관한 것으로, 특히 써모스텟 오진단이 페일 세이프(fail safe)를 이용한 1,2차 검증진단 절차로 방지되는 엔진 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량 엔진은 엔진 웜업(warm-up) 온도(예, 약 75~85℃ 범위)를 유지한 엔진온도에서 엔진 열효율이 높아짐으로써 연비를 향상시켜 준다. 이를 위해 차량은 공내식 또는 수냉식의 냉각장치로 엔진 웜업 온도를 유지시켜 준다.

특히 상기 수냉식 냉각장치는 냉각수 온도 제어를 위해 써모스탯이 적용되고, 상기 써모스탯은 목표 레귤레이팅 온도(85℃)에서 냉각수 순환 제어를 위해 개폐 밸브로 동작한다.

일례로 상기 써모스탯은 엔진 동작에 따른 냉각수 온도가 목표 레귤레이팅 온도(85℃) 이상으로 상승한 경우 고온 냉각수가 엔진에서 라디에이터로 순환되도록 냉각수 순환경로를 열어줌으로써 라디에이터의 열교환 작용으로 냉각수 온도를 낮춰주고, 반면 냉각수 온도가 목표 레귤레이팅 온도 미만으로 낮춰진 경우 냉각수 순환경로를 닫아줌으로써 엔진 온도를 웜업 상태로 유지시켜 준다.

그러므로 상기 수냉식 냉각장치에서 설정된 목표 레귤레이팅 온도 미만에서 발생되는 써모스탯의 비정상적인 열림은 엔진과 라디에이터의 냉각수 순환 지속에 의한 냉각수의 냉각지속으로 엔진 웜업 온도 유지를 불가하게 함으로써 엔진 열효율이 저하되면서 연료소비를 증대시킬 수 있다. 이와 같이 상기 수냉식 냉각장치에선 써모스탯의 정상적인 개폐동작이 매우 중요하고, 이를 검증하기 위한 써모스탯 정상 상태는 엔진온도 모니터링 제어로 판단된다.

일례로 상기 엔진온도 모니터링 제어는 엔진 시동 후 일정시간이 지난 후에도 엔진 냉각수가 엔진 웜업 온도 미만을 유지하면, 이를 써모스탯의 열림 고장이 발생하였다고 판단하는 방식이다.

따라서 상기 수냉식 냉각장치는 엔진 웜업 온도 유지를 위한 써모스탯의 정상적인 동작 상태에서 엔진 열효율을 유지함으로써 연비 저하의 원인인 엔진의 과냉각을 방지하여 준다.

국내공개특허 10-2003-0030531(2003.04.18)

하지만 상기 엔진온도 모니터링 제어는 엔진의 공기량(예, 흡기 공기량)만을 단순히 써모스탯 고장인자로 고려하는 방식이므로 써모스탯 오진단으로부터 자유롭지 못하다는 한계성을 갖는 방식이다.

일례로 상기 엔진온도 모니터링 제어의 결과로부터 써모스탯의 열림 고장 발생이 판단되더라도 엔진내부의 공기 순환이 약해 엔진 냉각이 잘 이루어지지 않는 저속 및 저부하 주행 조건에선 엔진 냉각수온도가 상승될 수밖에 없다. 이로부터 상기 엔진온도 모니터링 제어의 결과는 써모스탯을 다시 정상이라고 판정함으로써 더 이상 고장 진단을 하지 않게 된다.

따라서 상기 엔진온도 모니터링 제어는 써모스탯 오진단으로 빠져버리고, 상기 써모스탯 오진단은 주행 시 밸브 열림 고착(open stuck) 상태로 인해 엔진온도가 적온(어떤 활동이나 상태의 유지 따위에 요구되는 알맞은 온도,comport temperature)을 유지 하지 못함으로써 낮은 온도로 배기가스를 악화시키게 된다.

나아가 상기 엔진온도 모니터링 제어는 써모스탯의 열림 고장을 정상이라고 판정한 써모스탯 오진단 상태에선 다시 고장 진단을 수행할 수 없다는 로직적인 한계성도 가지고 있다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 엔진의 엔진냉각수 순환을 위해 개폐 되는 써모스텟이 엔진 웜업 온도 도달 후에도 연속적으로 모니터링됨으로써 써모스텟 동작진단에 대한 페일 세이프(fail-safe)로 오진단 방지가 이루어지고, 특히 엔진내부의 공기순환이 약한 저속/저부하와 구분된 고속/고부하의 주행조건을 통해 써모스텟 이상이 1,2차 판단으로 검증 진단됨으로써 써모스탯 오진단 방지와 함께 강화 OBD(On Board Diagnostics) 대응도 가능한 써모스텟 오진단 방지 방법 및 엔진 시스템의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 써모스텟 오진단 방지 방법은 엔진 시스템의 운전시 모니터링 컨트롤러에 의해, 엔진에 대한 엔진 웜업 판단 제어 단계, 상기 엔진 웜업에서 엔진부하기반 누적공기량에 의한 써모스텟 고장판단진입 제어 단계, 써모스텟 고장의 확인에 의한 써모스텟 고장판단 제어 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 모니터링 컨트롤러는 상기 써모스텟 고장판단진입 제어에 써모스텟 이네이블 모니터링 플래그로 시작되는 써모스탯 모니터링을 적용한다. 상기 써모스탯은 상기 엔진 웜업 온도를 목표 레귤레이팅 온도로 하여 밸브 열림으로 전환되고, 상기 밸브 열림에서 상기 써모스탯 고장이 검출된다.

바람직한 실시예로서, 상기 써모스텟 고장판단진입 제어는 엔진정보로 상기 엔진 시스템(1)을 고속/고부하와 저속/저부하로 구분하여 상기 엔진부하기반 누적공기량을 적용하여 주고, 상기 써모스텟 고장판단 제어는 상기 엔진정보로 상기 써모스텟 고장을 2회 판정으로 확인한다.

바람직한 실시예로서, 상기 엔진정보는 상기 엔진 시스템에서 엔진회전수, 엔진 출력, 흡입공기량, 차속, 외기온도, 엔진냉각수온도, 엔진연소, 엔진온도 중 적어도 하나 이상이 상기 모니터링 컨트롤러로 검출된다.

바람직한 실시예로서, 상기 차속과 상기 엔진 출력은 상기 써모스텟 고장판단진입 제어에서 상기 고속/고부하와 상기 저속/저부하의 구분에 적용되고, 상기 엔진냉각수온도와 상기 외기온도는 상기 써모스텟 고장판단 제어에서 상기 써모스텟 고장에 대한 1,2회 판정에 적용된다.

바람직한 실시예로서, 상기 써모스텟 고장판단진입 제어는, 상기 고속/고부하에 따른 포지티브 누적 공기량과 상기 저속/저부하에 따른 네거티브 누적공기량을 이용하여 상기 부하 누적 공기량을 판단하는 단계; 상기 부하 누적 공기량이 특정 값을 초과할 때, 상기 고장판단진입 제어 단계가 수행된다.

이 경우 상기 포지티브 누적 공기량을 판단하는 단계는; 상기 고속/고부하 조건에 대응하는 제 1흡입 공기량을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 제 1 흡입 공기량을 만족하면, 상기 제 1 흡입 공기량을 이용하여 상기 포지티브 누적 공기량을 업데이트 하는 단계; 를 포함하고, 상기 네거티브 누적 공기량을 판단하는 단계는; 상기 저속/저부하 조건에 대응하는 제 2 흡입 공기량을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 제 2 흡입 공기량을 만족하면, 상기 제 2 흡입 공기량을 이용하여 상기 네거티브 누적 공기량을 업데이트 하는 단계; 를 포함한다.

이로부터 상기 부하누적공기량은 보정 팩터를 각각 적용한 상기 포지티브 누적 공기량에서 상기 네거티브 누적 공기량의 차이값으로 산출되고, 상기 부하 누적 공기량을 판단하는 단계는 상기 차이값을 임계값과 비교한다.

바람직한 실시예로서, 상기 써모스텟 고장판단 제어는, 상기 엔진냉각수온으로 상기 써모스텟 고장에 대한 1회 판정이 이루어지는 단계, 상기 1회 판정으로 써모스텟 고장 확인이 이루어지는 단계, 상기 1회 판정의 상태에서 상기 외기온도에 따른 지연시간으로 써모스텟 고장판단 유예조건 충족이 판단되는 단계, 상기 엔진냉각수온으로 상기 써모스텟 고장에 대한 2회 판정이 이루어지는 단계, 상기 2회 판정으로 써머스탯 고장 판단이 이루어지는 단계로 수행된다.

바람직한 상기 써모스텟 고장판단 제어의 실시예로서, 상기 1회 판정은 상기 엔진냉각수온을 OBD(On Board Diagnostics) 써모스텟 진단진입온도의 임계값(Threshold)과 비교하여 이루어진다. 상기 써모스텟 고장판단 유예조건 충족은 상기외기온도가지연시간(Delay Time) 동안 지속될 때 이루어진다. 상기 2회 판정은 상기 엔진냉각수온을 OBD(On Board Diagnostics) 써모스텟 진단진입온도의 임계값(Threshold)과 비교하여 이루어진다.

다른 한편으로 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 써모스텟 오진단 방지 방법은 모니터링 컨트롤러에 의해 엔진냉각수의 엔진 웜업 온도에서 엔진 시스템의 고속/고부하와 저속/저부하가 써모스탯의 모니터링 조건으로 적용되고, 상기 써모스탯의 모니터링으로 써모스탯 이상을 2 단계 검증하여 주는 써모스텟 페일 세이프 제어; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 써모스텟 고장판단진입 제어는, 상기 엔진 웜업 온도의 도달 상태에서 상기 고속/고부하에 따른 포지티브 누적 공기량의 하이운전부하 적용과 상기 저속/저부하에 따른 네거티브 누적 공기량의 로우운전부하 적용이 구분되는 단계, 상기 엔진 시스템으로 공급되는 흡기 공기량을 부하누적공기량이 대체해주는 단계로 수행된다. 상기 엔진 웜업 온도의 도달은 검출된 실제 엔진냉각수온도로 확인된다. 상기 하이운전부하 적용은 상기 고속/고부하를 충족하는 상기 차속과 상기 엔진출력으로 포지티브 공기량 조건 만족이 확인되는 단계, 상기 흡기 공기량을 대체하도록 상기 포지티브 누적 공기량이 산출되는 단계로 구분되고; 상기 로우운전부하 적용은 상기 저속/저부하를 충족하는 상기 차속과 상기 엔진출력으로 네거티브 공기량 조건 만족이 확인되는 단계, 상기 흡기 공기량을 대체하도록 상기 네거티브 누적 공기량이 산출되는 단계로 구분된다.

이 경우 상기 차속과 상기 엔진출력의 각각은 임계값과 비교된다. 상기 포지티브 누적 공기량의 산출은 상기 흡기 공기량과 포지티브 누적 공기량 저장값의 합산으로 이루어지고, 상기 합산은 상기 써모스탯 고장이 진단되는 부하 누적 카운터 증대로 전환되며; 상기 네거티브 누적 공기량의 산출은 상기 흡기 공기량과 네거티브 누적 공기량 저장값의 차감으로 이루어지고, 상기 차감은 상기 써모스탯 고장이 진단되지 않는 부하 누적 카운터 감소로 전환된다.

이로부터 상기 부하누적공기량은 보정 팩터를 각각 적용한 상기 포지티브 누적 공기량에서 상기 네거티브 누적 공기량의 차이값으로 산출되고, 상기 차이값은 임계값과 비교된다.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진 시스템은 엔진냉각수의 엔진 웜업 온도 도달 후 검출된 차속과 엔진 출력으로 구분된 고속/고부하와 저속/저부하를 써모스탯의 모니터링 조건으로 적용하고, 검출된 엔진냉각수온도와 외기온도 중 상기 엔진냉각수온도로 써모스텟 고장을 1회 판정한 후 상기 외기온도에 대한 지연시간(Delay Time)의 확인에 이어 상기 엔진냉각수온도로 상기 써모스텟 고장을 2회 판정하여 써모스탯 고장판단이 이루어지는 모니터링 컨트롤러; 상기 써모스탯이 설치된 엔진 냉각수 라인으로 상기 엔진냉각수를 엔진으로 순환시켜주는 수냉식 냉각장치;가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 모니터링 컨트롤러는 상기 써모스탯에 대한 모니터링을 시작하는 이네이블 모니터링 플래그가 생성되는 모니터링 블록을 구비하고, 상기 모니터링 블록에는 상기 차속, 상기 엔진 출력, 상기 엔진냉각수온도, 상기 외기온도와 함께 엔진회전수, 엔진 부하, 흡입 공기량, 엔진연소, 엔진온도를 포함한 엔진정보가 입력된다.

바람직한 실시예로서, 상기 모니터링 컨트롤러는 상기 차속, 상기 엔진부하, 상기 외기온도, 상기 엔진연소, 상기 엔진온도로 모델엔진온도 플래그가 생성되는 엔진모델 블록, 상기 이네이블 모니터링 플래그와 상기 모델엔진온도 플래그가 입력되면서 상기 엔진냉각수온도의 검출로 상기 써모스텟 이상이 판정되는 이상검출 블록을 더 포함한다.

바람직한 실시예로서, 상기 모니터링 컨트롤러는 써모스텟 진단 맵과 연계되고, 상기 써모스텟 진단 맵에는 상기 외기온도 테이블, 상기 저속/저부하 테이블, 상기 고속/고부하 테이블, 상기 모니터링 테이블, 상기 써모스텟 이상 진단 테이블이 구축된다.

이러한 본 발명의 엔진 시스템은 써모스텟 동작진단에 대한 페일 세이프를 구현함으로써 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.

첫째, 엔진 웜업 온도 도달에 따른 목표 레귤레이팅 온도 도달 확인을 1차적인 써모스텟 정상 판정으로 한 후에도 연속적인 써모스텟 모니터링을 실시함으로써 써모스텟 동작진단에 대한 페일 세이프 구현이 가능하다. 둘째, 연속적인 써모스텟 모니터링 실시로 엔진 냉각수온 상승 후 방열로 나타나는 일정온도 이하 하강에서 써모스텟 고장진단이 판정되는 진단로직을 구현할 수 있다. 셋째, 써모스탯 고장 판단 후 엔진 냉각수온도 상승을 가져오는 저속 및 저부하 주행 조건이 제외된 고부하 운전으로 국한된 진단 판정을 통해 오진단이 방지된다. 넷째, 써모스탯 오진단 방지로 연비 저하의 한 원인인 엔진 열효율 저하 현상이 원천적으로 예방된다. 다섯째, CARB(California Air Resources Board) 법규 대응 항목으로 19MY(ATF(Auto Transmission Fluid) 워머 시스템에 대한 Active Off-Cycle Credit 요구에 대한 북미 OBD 강화 법규에 적합한 시스템이 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 써모스텟 오진단 방지 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 써모스텟 오진단이 엔진 시스템의 동작 선도로 예시된 상태이며, 도 3은 본 발명에 따른 써모스텟 오진단 방지 제어가 구현되는 엔진 시스템의 예이며, 도 4는 본 발명에 따른 엔진 시스템 동작 시 컨트롤러의 써모스탯 연속진단을 위한 입력신호 처리 상태이고. 도 5는 본 발명에 따른 써모스텟 오진단 방지 제어를 위한 써모스텟 진단제어 순서도이며, 도 6은 본 발명에 따른 써모스텟 오진단 방지 제어를 위한 써모스텟 검증제어 순서도이고, 도 7은 본 발명에 따른 써모스텟 진단 제어와 써모스텟 검증 제어로 구분된 2단계 절차의 엔진 시스템 선도 예이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 써모스텟 오진단 방지 방법은 엔진 웜업 판단 제어(S30)로 엔진 온(ON)(S10)의 엔진 시스템 운전 시 엔진정보검출(S20)을 통해 엔진 웜업 판단 단계가 수행되고, 이어 써모스텟 페일세이프 제어(S40)로 써모스탯오진단을 확인 및 방지하여 준다.

나아가 상기 써모스텟 페일 세이프 제어(S40)는 S50의 써모스텟 고장판단진입 제어로 수행되는 엔진부하기반 누적공기량을 통한 써모스텟 고장판단진입 단계, S50의 써모스텟 고장판단 제어로 수행되는 엔진냉각수온도를 통한 써모스텟 고장판단 단계로 구분된다.

그 결과 상기 써모스텟 오진단 방지 방법은 상기 써모스텟 고장판단진입 제어(S50)와 상기 써모스텟 고장판단 제어(S60)를 통해 엔진운전조건에 맞춘 부하누적 카운터 도달시에 만 국한하여 써모스텟 고장 진단이 가능하고, 이로부터 써모스텟 고장에 대한 검증이 가능함으로써 기존 제어와 같이 엔진의 공기량(예, 흡기 공기량)만을 단순히 써모스탯 고장인자로 고려함에 따라 발생되던 써모스탯 오진단이 방지될 수 있다.

도 2를 참조하면, 써모스텟 고장 판단 후 엔진 시스템이 저속 및 저부하 주행 조건에서 엔진룸 내부의 약한 공기 순환으로 엔진 냉각수온도를 상승시킴으로써 써모스텟 고장을 정상으로 재 판단하는 써모스텟 오진단의 영향이 예시된다.

도시된 바와 같이, 기존의 엔진온도 모니터링 제어 결과는 써모스탯의 열림 고장 확인(써모스텟 고장(FAIL) 판단의 도 2의 실선표시)하였으나 엔진 냉각수온도 상승이 반영된 엔진온도 모니터링 제어 결과는 써모스탯 정상 확인(써모스텟 정상(normal) 판단의 도 2의 일점 쇄선표시)으로 전환된다. 그 결과 써모스탯은 열림 상태로 있게 되지만 엔진온도 모니터링 제어에선 써모스탯 정상으로 오판함으로써 더 이상 써모스탯에 대한 고장 진단을 하지 않게 된다.

그러므로 도 1의 써모스텟 오진단 방지 방법은 써모스텟 페일 세이프 제어(S40)로 연속적인 써모스탯 모니터링 진단 진입 조건 판정을 수행함으로써 도 2와 같이 써모스탯의 밸브 열림 고착(open stuck)이 가져오는 설정 이하의 낮은 엔진 온도로 인한 배기가스 악화 현상을 근본적으로 방지하여 준다.

도 3을 참조하면, 엔진 시스템(1)은 ATF 워머장치(1-2)가 연계된 수냉식 냉각장치(1-1), 데이터 맵(60)과 써모스텟 진단 맵(70-1)이 연계된 모니터링 컨트롤러(70)를 포함한다.

구체적으로 상기 수냉식 냉각장치(1-1)는 엔진(10)으로 보내져 실린더 바디 블록(11)과 실린더 어퍼 블록(13)을 거친 후 엔진(10)에서 나오는 엔진냉각수 순환 경로를 형성시켜 주는 엔진 냉각수 라인(50), 라디에이터(Radiator)(20), 워터펌프(Water Pump)(30) 및 써모스텟(Thermostat)(40)을 포함한다.

일례로 상기 엔진 냉각수 라인(50)은 써모스텟(40)을 매개로 엔진(10)의 냉각수 유/출입 포트(도시되지 않음)를 폐회로로 연결하는 엔진 순환 라인(50-1), 라디에이터(20)와 워터펌프(30) 및 써모스텟(40)을 매개로 엔진(10)의 냉각수 유/출입 포트(도시되지 않음)를 폐회로로 연결하는 라디에이터 순환 라인(50-2)으로 구분된다. 이 경우 상기 엔진 순환 라인(50-1)과 상기 라디에이터 순환 라인(50-2)은 워터펌프(30) 및 써모스텟(40)을 매개로 서로 연결되어 폐회로로 형성된다.

일례로 상기 라디에이터(20)는 워터펌프(30) 및 써모스텟(40)의 사이에서 라디에이터 순환 라인(50-2)에 설치되고, 엔진(10)에서 나온 고온 엔진냉각수를 냉각시켜 준다. 상기 워터펌프(30)는 엔진 순환 라인(50-1)과 라디에이터 순환 라인(50-2)의 연결 부위로 설치되고, 엔진 컨트롤러(또는 모니터링 컨트롤러(70))의 제어로 엔진냉각수를 펌핑하여 엔진(10)으로 순환시켜준다. 상기 써모스텟(40)은 엔진 순환 라인(50-1)과 라디에이터 순환 라인(50-2)의 연결 부위로 설치되고, 목표 레귤레이팅 온도(85℃)에서 냉각수 순환 제어를 위해 개폐 밸브로 동작한다.

구체적으로 상기 ATF 워머장치(1-2)는 ATF 워머(110), EGR 쿨러(Exhaust Gas Recirculation Cooler)(120), 히터(130), ETC(Electronic Throttle Control)(140) 및 ATF 냉각수 라인(150)을 포함한다.

일례로 상기 ATF 냉각수 라인(150)은 엔진(10)과 엔진 순환 라인(50-1)을 연결하는 ATF 순환 라인(150-1), 엔진(10)과 ATF 순환 라인(150-1)을 연결하는 EGR 쿨러 분기 라인(150-2), ATF 순환 라인(150-1)을 우회하여 연결하는 ETC 분기 라인(150-3))으로 구분된다.

일례로 상기 ATF 워머(110)는 히터(130)의 후단위치로 ATF 순환 라인(150-1)에 설치되고, 그 내부공간을 통과하는 엔진냉각수와 순환하는 ATF(Auto Transmission Fluid)(즉, 변속기 오일)의 열교환장소로 제공된다. 상기 EGR 쿨러(120)는 ATF 워머(110)와 히터(130)의 사이를 이은 ATF 순환 라인(150-1)으로 연결된 EGR 쿨러 분기 라인(150-2)에 설치되고, 과급 배기가스인 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 가스의 온도를 낮춰준다. 상기 히터(130)는 ATF 워머(110)의 전단위치로 ATF 순환 라인(150-1)에 설치되고, 고온 엔진냉각수로 외기를 가열한다. 상기 ETC(140)는 엔진(10)으로 공급되는 흡기유량을 제어한다.

구체적으로 상기 모니터링 컨트롤러(70)는 엔진(10)의 가동시 데이터 맵(60)에서 검출한 엔진 정보를 입력 데이터로 처리하고, 엔진 정보를 써모스텟 진단 맵(70-1)의 테이블에 맞춰 써모스텟(40)의 이상여부를 판단하며, 엔진 정보로 엔진 시스템(1)의 엔지부하를 저속/저부하 및 고속/고부하 조건으로 구분하면서 써모스텟(40)의 동작 상태 모니터링과 함께 써모스텟 이상 진단 절차로 써모스텟 오진단 방지 제어를 수행한다. 그러므로 상기 써모스텟 진단 맵(70-1)에는 상기 외기온도 테이블, 상기 저속/저부하 테이블, 상기 고속/고부하 테이블, 상기 모니터링 테이블, 상기 써모스텟 이상 진단 테이블이 구축된다.

도 4를 참조하면, 데이터 맵(60)은 차량탑재센서 검출값으로 엔진 정보를 얻고, 상기 차량탑재센서 검출값은 연소 데이터(61), 엔진온도 데이터(62), 엔진부하 데이터(63), 차속 데이터(64), 대기 데이터(65) 및 엔진 냉각수 데이터(66)로 구분된 엔진 정보로 모니터링 컨트롤러(70)에 제공된다. 또한 모니터링 컨트롤러(70)는 이네이블 모니터링 플래그(Enable Monitoring FLAG)를 출력하는 모니터링 블록(71), 엔진웜업 모델온도의 웜업모델(73-1)과 외부조건(즉, 차속 외기온도)에 의한 엔진냉각환경의 환경모델(73-2)로 구분되어 엔진 웜업 온도 도달 여부를 모델엔진온도(Model Engine Temperature)로 판정해 플래그를 생성하는 엔진모델 블록(73), 이네이블 모니터링 플래그 검출시 엔진웜업 모델온도와 실제 엔진냉각수온도의 차이로부터 써모스텟 열림에 따른 이상(fail) 또는 정상(pass)를 판단하는 이상검출 블록(75)으로 구성된다.

그러므로 모니터링 컨트롤러(70)는 데이터 맵(60)에서 얻은 엔진 정보를 이용하여 엔진 시스템(1)의 운전 상태에 대해 저속/저부하 및 고속/고부하 조건의 엔지부하와 함께 써모스텟(40)의 개폐상태에 대한 진단을 수행한다.

이하 도 1의 써모스텟 오진단 방지 방법을 도 3 내지 도 7을 참조로 상세히 설명한다. 이 경우 제어 주체는 모니터링 컨트롤러(70)이고, 제어 대상은 엔진(10)과 써모스텟(40)을 포함한 수냉식 냉각장치(1-1)의 구성부품이다.

도 1을 참조하면, 모니터링 컨트롤러(70)는 엔진 웜업 판단 제어(S30)를 위해 S10의 엔진 온(ON)을 확인한 후 S20의 엔진 시스템 운전에 따른 엔진정보검출로 수행한다. 이 경우 상기 엔진 온(ON)(S10)은 키 온(Key ON)에 의한 이그니션 온(Ignition ON)으로 이루어지고, 상기 엔진정보검출(S20)은 차량탑재센서 검출값에 의한 엔진 시스템(1)의 동작 상태 정보를 의미하며, 상기 엔진 웜업 판단 제어(S30)는 엔진(10)의 엔진 냉각수에 대한 웜업 온도를 약 75~85℃ 범위에 도달시켜 줌을 의미한다. 그러므로 상기 엔진 웜업 판단 제어(S30)는 써모스탯 닫힘 상태에서 엔진냉각수를 빠르게 승온시켜 주는 통상적인 방식과 같은 엔진 웜업 제어이다.

도 4를 참조하면, 모니터링 컨트롤러(70)는 데이터 맵(60)이 검출한 엔진 정보를 입력 데이터로 처리하여 키 온(Key ON)에 의한 이그니션 온(Ignition ON)으로 엔진 온(ON)을 확인한다. 또한 모니터링 컨트롤러(70)는 데이터 맵(60)의 엔진 정보로 엔진 시스템(1)의 운전 상태를 확인한다.

일례로 상기 연소 데이터(61)는 엔진(10)의 실린더 별 연소 상태 및 연소 온도로서 센서 검출값이나 로직 산출값이며, 상기 엔진온도 데이터(62)는 엔진(10)의 온도에 대한 온도 센서 검출값이고, 상기 엔진부하 데이터(63)는 엔진(10)의 엔진회전수와 엑셀페달 개도에 따른 흡입공기량을 이용한 로직 산출값이며, 상기 차속 데이터(64)는 차량의 주행속도에 대한 차속 센서 검출값이고, 상기 대기 데이터(65)는 차량 주변의 대기에 대한 외기온 센서 검출값이며, 상기 엔진 냉각수 데이터(66)는 엔진(10)을 순환하는 엔진냉각수에 대한 온도 센서 검출값이다.

또한 모니터링 컨트롤러(70)는 써모스텟 고장판단진입 제어(S50)와 써모스텟 고장판단 제어(S60)에 기본기능로직과 함께 모니터링 블록(71)과 엔진모델 블록(73) 및 이상검출 블록(75)을 이용한다. 이 경우 상기 기본기능로직은 모니터링 블록(71)에 적용될 수 있다.

일례로 상기 기본기능로직은 차속과 엔진 출력으로부터 엔진시스템(1)을 고속/고부하 조건의 하이운전부하와 저속/저부하조건의 로우운전부하가 판단되는 운전부하구분, 하이운전부하(즉, 고속/고부하)의 포지티브 누적 공기량 및 로우운전부하(즉, 저속/저부하)의 네거티브 누적 공기량이 적용되는 부하누적 공기량 산출 등을 수행한다.

일례로 상기 모니터링 블록(71)은 연소 데이터(61), 엔진온도 데이터(62), 엔진부하 데이터(63), 차속 데이터(64) 및 대기 데이터(65)에서 제공된 엔진정보로 확인하고, 엔진정보 확인시 써모스텟 이네이블 모니터링 플래그(즉, 모니터링 상태 양호 신호)를 생성하여 이상검출 블록(75)으로 제공한다.

일례로 상기 엔진모델블록(73)은 웜업모델(73-1)에서 연소 데이터(61)와 온도 데이터(62)로 목표온도도달(즉, 엔진 웜업)을 확인하며, 엔진모델(73)의 환경모델(73)에서 차속 데이터(64)와 대기 데이터(65)로 엔진룸 환경 온도를 연계하고, 상기 웜업모델(73-1)의 출력에 환경모델(73)의 출력이 반영된 엔진웜업 모델온도를 생성하여 이상검출 블록(75)으로 제공한다.

일례로 상기 이상검출 블록(75)은 상기 써모스텟 이네이블 모니터링 플래그 확인시 써모스텟 연속 진단 로직을 지속하고, 상기 엔진웜업 모델온도와 상기 실제 엔진냉각수온도에 대한 비교를 통해 최종적으로 써모스텟 고장(fail)(도 6의 S65)과 써모스텟 정상(도 6의 S66)이 구분된 플래그 출력을 수행한다.

다시 도 1을 참조하면, 모니터링 컨트롤러(70)는 써모스텟 페일 세이프 제어(S40)를 S50의 써모스텟 고장판단진입 제어와 S60의 써모스텟 고장판단 제어로 구분하여 수행함으로써 엔진시스템(1)의 엔진부하조건에 맞춘 적어도 2단계 절차에 의한 써모스탯 진단 및 검증을 통해 써모스탯 오진단이 방지되도록 한다.

특히 상기 써모스텟 고장판단진입 제어(S50)는 고속/고부하 성립조건의 포지티브(Positive) 누적 공기량 및 고속/고부하 불성립조건(즉, 저속/저부하조건)의 네거티브(Negative) 누적 공기량을 부하누적공기량으로 한 부하누적 가변 카운트를 적용한다. 또한 상기 써모스텟 고장판단 제어(S60)는 2회에 걸친 엔진냉각수온도 적용으로 써모스탯 오진단을 방지한다.

이하 포지티브(Positive) 공기량은 외기온이 10℃ 이상, 차속 60kph 이상, 엔진 토크 30%이상의 고출력/고속운전조건으로 엔진 발열 조건을 만족하는 경우로 정의된다. 네거티브(Negative) 공기량은 외기온이 10℃ 미만, 차속 40kph 미만, 엔진 토크 10% 미만의 저출력/저속 운전조건으로 엔진 방열 조건을 만족하는 경우로 정의된다. 부하 누적 공기량은 엔진 온도를 상승시키는 조건을 만족하는 누적 공기량으로 정의된다.

도 5를 참조하면, 모니터링 컨트롤러(70)는 써모스텟 고장판단진입 제어(S50)를 S51의 써모스텟 고장판단 진입조건 충족 판단 단계, S52-1~S55-1의 하이운전부하(즉, 고부하 운전 영역) 적용 단계, S52-2~S55-2의 로우운전부하(즉, 저부하 운전 영역) 적용 단계, S56~S56-1의 부하 누적공기량 적용 단계로 수행한다. 특히 상기 하이운전부하 적용 단계(S52-1~S55-1)의 고속/고부하 및 상기 로우운전부하 적용 단계(S52-2~S55-2)의 저속/저부하는 써모스탯(40)의 모니터링 조건으로 적용된다.

일례로 상기 써모스텟 고장판단 진입조건 충족 판단(S51)은 이상검출 블록(75)에서 읽은 엔진 냉각수 데이터(66)의 실제 엔진 냉각수온도 및 OBD 써모스텟 진단진입온도를 진입조건 충족식으로 하여 이루어진다.

진입조건 충족식 : M < m

여기서 “M"은 판단시점에서 엔진 냉각수 데이터(66)의 엔진냉각수온도 검출값이고, ”m"은 특정 값을 갖는 OBD(On Board Diagnostics) 써모스텟 진단 진입온도로 설정된 임계값(Threshold)으로서 기준치로 적용된다.

그 결과 상기 써모스텟 고장판단 진입조건 충족 판단(S51)에서 OBD 써모스텟 진단진입온도(m)를 기준치로 하여 냉각수온(M)이 높은 경우 써모스텟 고장 진단이 불필요하므로 써모스텟 고장판단진입 제어(S50)를 종료한다. 반면 상기 써모스텟 고장판단 진입조건 충족 판단(S51)에서 OBD 써모스텟 진단진입온도(m)를 기준치로 하여 냉각수온(M)이 낮은 경우 실제 엔진냉각수온도의 웜업 온도를 가능상태(즉,pass 상태)로 하여 써모스텟 고장(fail)을 판단하기 위한 절차를 진행한다.

일례로 상기 하이운전부하 적용 단계(S52-1~S55-1)는 S52-1의 고속 주행 판단 단계, S53-1의 엔진출력 판단 단계, S54-1의 포지티브 공기량 조건 만족 확인 단계, S55-1의 포지티브 누적 공기량 산출 단계로 수행된다.

상기 고속 주행 판단(S52-1)은 고속 판단식을 적용하고, 상기 엔진출력 판단(S53-1)은 고출력 판단식을 적용한다.

고속 판단식 : 차속 > A

고출력 판단식 : 엔진출력(또는 토크) > B

여기서 “차속”은 판단시점에서 차속 데이터(64)의 차속 검출값이고, “엔진출력(또는 토크)”는 판단시점에서 엔진부하 데이터(63)의 엔진출력 또는 토크 산출값(또는 검출값)이며, “A"는 임계값(Threshold)으로 약 60kph 차속으로 설정되고, “B"는 임계값(Threshold)으로 약 30% 엔진출력 또는 토크로 설정되며, ”>“는 두 값의 크기를 나타내는 부등호이다.

그 결과 검출 차속이 임계값(A)보다 크지만 엔진출력(또는 토크)이 임계값(B)보다 작으면 써모스텟 고장 진단이 불필요하므로 써모스텟 페일 세이프 제어를 종료한다. 하지만 검출 차속이 임계값(A)보다 작으면 로우운전부하 적용 단계(S52-2~S55-2)로 전환되는 반면 검출 차속이 임계값(A)보다 크면서 엔진출력(또는 토크)이 임계값(B)보다 큰 경우 포지티브 공기량 조건 만족 확인(S54-1)이 이루어진다.

상기 포지티브 누적 공기량 산출(S55-1)은 포지티브 공기량 산출식을 적용한다. 이 경우 포지티브 누적 공기량은 고속/고부하 조건에 대응하는 제 1흡입 공기량으로 정의될 수 있다.

포지티브 공기량 산출식 : 포지티브 누적 공기량(G) = D + E

여기서 “D”는 ETC(140)의 개도에 따른 흡기 센서의 공기량 검출값이고, “E"는 포지티브 공기량 산출시점 이전의 포지티브 누적 공기량 저장값(예, 써모스텟 진답 맵(70-1) 또는 메모리의 저장값)이며, ”+“는 두 값의 합산 기호이다. 그러므로 상기 포지티브 공기량(G)은 부하 누적 카운터로 증대되고, 상기 부하 누적 카운터 증대 과정에서 포지티브 이네이블 비트(Positive Enable Bit)가 1로 생성된다.

그 결과 포지티브 누적 공기량(G)은 포지티브 공기량 산출시점에서 기존값과 검출값의 합산으로 기존값을 갱신(즉, 업데이트) 한다.

일례로 상기 로우운전부하 적용 단계(S52-2~S55-2)는 S52-2의 저속 주행 판단 단계, S53-2의 엔진출력 판단 단계, S54-2의 네거티브 공기량 조건 만족 확인 단계, S55-2의 네거티브 누적 공기량 산출 단계로 수행된다.

상기 저속 주행 판단(S52-2)은 저속 판단식을 적용하고, 상기 엔진출력 판단(S53-2)은 저출력 판단식을 적용한다.

저속 판단식 : 차속 < a_1

저출력 판단식 : 엔진출력(또는 토크) < b_1

여기서 “차속”은 판단시점에서 차속 데이터(64)의 차속 검출값이고, “엔진출력(또는 토크)”는 판단시점에서 엔진부하 데이터(63)의 엔진출력 또는 토크 산출값(또는 검출값)이며, “a_1"는 임계값(Threshold)으로 약 40kph 차속으로 설정되고, “b_1"는 임계값(Threshold)으로 약 10% 엔진출력 또는 토크로 설정되며, ”<“는 두 값의 크기를 나타내는 부등호이다.

그 결과 검출 차속이 임계값(a_1)보다 작지 않거나 또는 검출 차속이 임계값(a_1)보다 작지만 엔진출력(또는 토크)이 임계값(b_1)보다 작지 않은 경우 엔진(10)의 가열이 충분치 않다고 판단하여 S30의 엔진 웜업 제어로 복귀되거나 또는 엔진(10)의 충분한 가열 상태로 판단시 제어를 종료하여 준다. 반면 검출 차속이 임계값(a_1)보다 작으면서 엔진출력(또는 토크)이 임계값(b_1)보다 작 경우 네거티브 공기량 조건 만족 확인(S54-2)이 이루어진다.

상기 네가티브 누적 공기량 산출(S55-2)은 네거티브 공기량 산출식을 적용한다. 이 경우 네거티브 누적 공기량은 저속/저부하 조건에 대응하는 제 2 흡입 공기량으로 정의될 수 있다.

네거티브 공기량 산출식 : 네거티브 누적 공기량(g) = d + e

여기서 “d”는 판단시점에서 ETC(140)의 개도에 따른 흡기 센서의 공기량 검출값이고, “e"는 판단시점에서 네거티브 공기량 산출시점 이전의 네거티브 누적 공기량 저장값(예, 써모스텟 진답 맵(70-1) 또는 메모리의 저장값)이며, ”+“는 두 값의 합산 기호이다.

그 결과 네거티브 누적 공기량(g)은 네거티브 공기량 산출시점에서 기존값과 검출값의 합산으로 기존값을 갱신(즉, 업데이트) 한다. 특히 상기 네거티브 공기량(g)은 부하 누적 카운터로 감소되고, 상기 부하 누적 카운터 감소 과정에서 포지티브 이네이블 비트(Positive Enable Bit)가 0으로 유지된다. 이러한 이유는 써모스텟에 대한 연속적으로 모니터링을 통한 연속 써모스탯 진단 로직은 써모스탯(40)이 정상적으로 닫혀있는 상태에서 저속/저부하 상태 주행이 이루어질 때 냉각수온 하강으로 정상적인 써모스텟(40)이 고장으로 오진단될 수 있는 가능성을 고장진단 배제로 차단하기 위함이다.

일례로 상기 부하 누적공기량 적용 단계(S56~S56-1)는 S56의 부하 누적공기량 산출 단계, S56-1의 부하 누적공기량 판단 단계로 구분된다.

상기 부하 누적공기량 산출(S56)은 부하 누적공기량 산출식을 적용하고, 상기 부하 누적공기량 판단(S56-1)은 부하 누적공기량 판단식을 적용한다.

부하 누적공기량 산출식 : 부하 누적공기량(K) = [G x f1] - [g x f2]

부하 누적공기량 판단식 : K > N1

여기서 “G"는 판단시점에서 포지티브 누적 공기량이고, ”g"는 판단시점에서 네거티브 누적 공기량이며, "f1"은 포지티브 보정 팩터(factor)로서 엔진 시스템(1)의 사양에 따라 0~1사이를 적용하고, "f2"은 네거티브 보정 팩터(factor)로서 엔진 시스템(1)의 사양에 따라 0~1사이를 적용하며, "K"는 부하 누적공기량이고, “N1"은 기준치를 나타내는 임계값(Threshold)으로 엔진 시스템(1)의 사양에 맞춰 적절한 값으로 설정되며, “x"는 두 값의 곱셈기호이고, “-”는 두 값의 뺄셈기호이다.

그 결과 부하 누적공기량(K)이 임계값(N1)보다 큰 경우 S60의 써모스텟 고장판단 제어로 진입한다.

이와 같이 상기 하이운전부하 적용 단계(S52-1~S55-1)와 상기 로우운전부하 적용 단계(S52-2~S55-2)는 일정한 임계값 이상의 부하누적공기량(K)에서 써모스텟 고장판단 제어(S60)으로 진입하도록 한다. 다만 모니터링 컨트롤러(70)는 일정한 임계값 이상의 부하누적공기량(K)에서 실제 냉각수온도가 진단온도 미만(도 7의 진단온도(threshold))인 경우 연속진단을 금지하도록 써머스탯 진단 실패상태(즉, fail 상태)로 판정해 모든 제어를 완전히 종료할 수 있다.

도 6을 참조하면, 모니터링 컨트롤러(70)는 써모스텟 고장판단 제어(S60)를 수행한다. 이 경우 진입조건 충족식(S51)에 적용된 냉각수온(M)과 임계값(m)이 확인조건 충족식(S62) 및 확인조건 재충족식(S67)에서 동일하게 적용된다. 다만 실제적으로 진입조건 충족식(S51)의 임계값(m)은 기준치, 확인조건 충족식(S62)의 임계값(m)은 판단치, 확인조건 재충족식(S67)의 임계값(m)은 확정치로 구별되어 그 값을 각각 달리하여 설정될 수 있다.

구체적으로 상기 써모스텟 고장판단 제어(S60)는 S61~S62의 써모스텟 고장판단 확인조건 적용 단계, S63의 써모스텟 고장 확인(1차 검증) 단계, S64~S65의 써모스텟 고장판단 유예조건 적용 단계, S66~S67의 써모스텟 고장판단 확인조건 재적용 단계, S68의 써모스텟 고장판단(2차 검증) 단계, S69의 써머스탯 정상 판정 단계로 수행한다.

특히 상기 써모스텟 고장판단 제어(S60)는 실제 냉각수온도가 진단온도 이상((도 7의 진단온도(threshold))을 1차 진단완료상태((즉, 1차 pass 상태)로 하고, 이 상태에서 써모스텟 고장의 오진단 방지를 위해 2차 진단완료상태(즉, 2차 pass 상태)의 판단이 수행된다. 이로부터 상기 써모스텟 고장판단 제어(S60)는 써모스텟 연속 진단(즉, 1차,2차 판정의 2단계 검증 절차)으로 써모스텟 오진단을 방지한다.

일례로 상기 써모스텟 고장판단 확인조건 적용(S61~S62)은 S61의 냉각수온도 확인 단계, S62의 써모스텟 고장판단 확인조건충족 판단 단계로 구분된다. 상기 냉각수온도 확인(S61)은 엔진 냉각수 데이터(66)의 엔진냉각수온도로 이루어진다. 상기 써모스텟 고장판단 확인조건충족(S62)은 확인조건 충족식을 적용한다.

확인조건 충족식 : M < m

여기서 “M"은 판단시점에서 엔진 냉각수 데이터(66)의 엔진냉각수온도 검출값이고, ”m"은 특정 값을 갖는 OBD(On Board Diagnostics) 써모스텟 진단진입온도로 설정된 임계값(Threshold)으로서 판단치로 적용된다.

그 결과 상기 써모스텟 고장판단 확인조건충족(S62)에서 냉각수온(M)이 임계값(m)보다 큰 경우 써모스텟 고장 진단이 불필요하므로 써모스텟 고장판단 제어(S60)를 종료한다.

반면 상기 써모스텟 고장판단 확인조건충족(S62)에서 냉각수온(M)이 임계값(m)보다 작은 경우 S63의 써모스텟 고장 확인(1차 검증)으로 써머스탯 고장을 임시적으로 확인하여 준다.

일례로 상기 써모스텟 고장판단 유예조건 적용(S64~S65)은 S64의 외기온도 확인 단계, S65의 써모스텟 고장판단 유예조건충족 판단 단계로 구분된다.

일례로 상기 외기온도 확인(S64)은 대기 데이터(65)에서 검출한 외기온도(Q)를 읽어 이루어진다. 상기 써모스텟 고장판단 유예조건충족(S65)은 매칭시간 판단식을 적용한다.

매칭시간 판단식 : T = t

여기서 “T"는 써머스탯 고장 판정(즉, 1차 판정)(S58)시 온도센서가 검출한 외기온도(Q)가 지속되는 지연시간(Delay Time)이고, ”t"는 써모스텟 진단 맵(70-1)의 외기온도 테이블에서 외기온도(Q) 별로 써머스탯 고장 판정(즉, 1차 판정)(S58)에 적용된 설정 지연시간이다. 이 경우 상기 외기온도(Q)는 10℃를 적용한다.

그 결과 상기 써모스텟 고장판단 유예조건충족(S65)에서 매칭시간 판단식을 통해 지연시간(T)과 설정 지연시간(t)이 동일함이 확인되고, 설정 지연시간(t)과 매칭된 지연시간(T)동안 지속된 외기온도(Q)의 검출을 써모스텟 고장판단 유예조건충족으로 판단함으로써 S66~S67의 써모스텟 고장판단 확인조건 재적용 단계로 진입한다.

일례로 상기 써모스텟 고장판단 확인조건 재적용(S66~S67)은 S66의 냉각수온 재확인 단계, S67의 써모스텟 고장판단 확인조건 재충족 판단 단계로 구분된다. 상기 냉각수온 재확인(S66)은 엔진 냉각수 데이터(66)의 엔진냉각수온도로 이루어진다. 상기 써모스텟 고장판단 확인조건 재충족(S67)은 확인조건 재충족식을 적용한다.

확인조건 재충족식 : M < m

여기서 “M"은 판단시점에서 엔진 냉각수 데이터(66)의 엔진냉각수온도 검출값이고, ”m"은 특정 값을 갖는 OBD(On Board Diagnostics) 써모스텟 진단진입온도로 설정된 임계값(Threshold)으로 확정치로 적용된다.

그 결과 상기 써모스텟 고장판단 확인조건 재충족(S67)에서 냉각수온(M)이 임계값(m)보다 작은 경우 S68의 써모스텟 고장판단(2차 검증) 단계로 진입하여 써머스탯 고장을 확정한다.

반면 상기 써모스텟 고장확정조건 충족(S64)에서 냉각수온(M)이 임계값(m)보다 큰 경우 S69의 써머스탯 정상 판정 단계로 진입하여 S63의 써모스텟 고장 확인(1차 검증)을 무시한다.

특히 모니터링 컨트롤러(70)에선 상기 써모스텟 고장판단(S68)은 써모스텟 고장을 반면 상기 써머스탯 정상 판정(S69)은 써모스텟 정상을 운전석 클러스터에서 문자 또는 점등 또는 음성으로 안내될 수 있다.

한편 도 7을 참조하면, 상기 써모스텟 고장판단진입 제어(S50)와 상기 써모스텟 고장판단 제어(S60)로 구분된 써모스텟 페일 세이프 제어(S40)를 적용한 엔진 시스템(1)의 엔진 시스템 선도가 예시된다.

도시된 바와 같이 ECT(140)의 실제 선도(Actual ECT Line)로부터, 써머스탯 고장은 써모스텟 고장판단 확인조건충족(S62)에서 써모스텟 고장 확인(1차 검증)(S63)이 이루어진 후 써모스텟 고장판단 확인조건 재충족(S67)을 통해 써모스텟 고장판단(2차 검증)(S68)으로 확정된다. 그러므로 써머스탯 정상은 써모스텟 고장판단 확인조건충족(S62)에서 써모스텟 1차 웜업 진단 패스(pass)로 확정되거나 또는 써모스텟 고장판단 확인조건충족(S62)과 써모스텟 고장판단 확인조건 재충족(S67)의 연속된 써모스텟 2차 웜업 연속진단 패스(pass)로 확정된다,

특히 상기 써모스텟 고장판단진입 제어(S50)에 적용된 부하 누적 공기량 선도로부터, 하이운전부하 적용 단계(S52-1~S55-1)의 포지티브 공기량 산출은 고속/고부하 조건에 맞춰 부하 누적 카운터를 증대하는 반면 로우운전부하 적용 단계(S52-2~S55-2)의 네거티브 공기량 산출은 저속/저부하 조건에 맞춰 부하누적 카운터를 감소시키는 조건이 적용된다. 또한 상기 써모스텟 고장진단(S65)에 대해 포지티브 이네이블 비트 선도로부터, 카운트 상승이 이루어지는 포지티브 공기량 산출에선 써모스텟 이상 진단 비트의 신호 생성(예, bit=1)이 이루어지는 반면 카운트 감소가 이루어지는 네거티브 공기량 산출에선 써모스텟 이상 진단 비트의 신호 생성(예, bit=0)이 이루어지지 않는다.

그러므로 상기 엔진 시스템 선도는 하이운전부하 적용 단계(S52-1~S55-1)의 카운트 상승과 로우운전부하 적용 단계(S52-2~S55-2)의 카운트 감소를 구분한 모니터링 컨트롤러(70)의 일정 카운터 도달 조건을 적용함으로써 기존 방식에서 발생되던 써모스텟 오진단이 확실하게 차단됨을 실험적으로 증명한다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 엔진 시스템(1)에 적용된 써모스텟 오진단 방지 방법은 모니터링 컨트롤러(70)에서 엔진냉각수의 엔진 웜업 온도(Engine Warm Up Temperature)에서 엔진 시스템(1)으로부터 검출된 차속과 엔진 출력으로 구분된 고속/고부하와 저속/저부하를 써모스탯(40)의 모니터링 조건으로 적용하고, 엔진 시스템(1)으로부터 검출된 엔진냉각수온도와 외기온도 중 상기 엔진냉각수온도로 써모스텟 고장을 1회 판정한 후 상기 외기온도에 대한 지연시간(Delay Time)의 확인에 이어 상기 엔진냉각수온도로 상기 써모스텟 고장을 2회 판정하여 확실한 써모스탯 고장판단이 이루어진다.

이로부터 상기 써모스텟 오진단 방지 방법은 연속된 모니터링을 이용한 페일 세이프(fail-safe)로 써모스탯(40)에 대한 오진단을 방지하고, 특히 엔진내부의 공기순환이 약한 저속/저부하와 구분된 고속/고부하의 주행조건을 통해 써모스텟 이상이 1,2차 판단으로 검증 진단됨으로써 써모스탯 오진단 방지와 함께 강화 OBD 대응도 가능하다.

1 : 엔진 시스템
1-1 : 수냉식 냉각장치 1-2 : ATF 워머장치
10 : 엔진 11 : 실린더 바디 블록
13 : 실린더 어퍼 블록 20 : 라디에이터(Radiator)
30 : 워터펌프 (Water Pump) 40 : 써모스텟(Thermostat)
50 : 엔진 냉각수 라인 50-1 : 엔진 순환 라인
50-2 : 라디에이터 순환 라인
60 : 데이터 맵 61 : 연소 데이터
62 : 엔진온도 데이터 63 : 엔진부하 데이터
64 : 차속 데이터 65 : 대기 데이터
66 : 엔진 냉각수 데이터
70 : 모니터링 컨트롤러 70-1 : 써모스텟 진단 맵
71 : 모니터링 블록 73 : 엔진모델 블록
73-1 : 웜업모델 73-2 : 환경모델
75 : 이상검출 블록
110 : ATF 워머
120 : EGR 쿨러(Exhaust Gas Recirculation Cooler)
130 : 히터 140 : ETC(Electronic Throttle Control)
150 : ATF 냉각수 라인 150-1 : ATF 순환 라인
150-2 : EGR 쿨러 분기 라인
150-3 : ETC 분기 라인

Claims

엔진 시스템의 운전시 모니터링 컨트롤러에 의해,
엔진에 대한 엔진 웜업(Warm Up) 판단 제어 단계, 상기 엔진의 웜업(Warm Up)이 완료되면, 엔진부하기반의 부하 누적 공기량에 의한 써모스텟 고장판단진입 제어 단계, 써모스텟 고장의 확인에 의한 써모스텟 고장판단 제어 단계
가 수행되는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 써모스탯은 상기 엔진 웜업 온도를 목표 레귤레이팅 온도로 하여 밸브 열림으로 전환되고, 상기 밸브 열림에서 상기 써모스탯 고장이 검출되는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 써모스텟 고장판단진입 제어는 엔진정보로 상기 엔진 시스템을 고속/고부하와 저속/저부하로 구분하여 상기 엔진부하기반의 부하 누적 공기량을 적용하여 주는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 엔진정보는 상기 엔진 시스템에서 엔진회전수, 엔진 출력, 흡입공기량, 차속, 외기온도, 엔진냉각수온도, 엔진연소, 엔진온도 중 적어도 하나 이상이 상기 모니터링 컨트롤러로 검출되는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 4에 있어서, 상기 차속과 상기 엔진 출력은 상기 써모스텟 고장판단진입 제어에서 상기 고속/고부하와 상기 저속/저부하의 구분에 적용되는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 4에 있어서, 상기 엔진냉각수온도와 상기 외기온도는 상기 써모스텟 고장판단 제어에서 적용되는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 써모스텟 고장판단진입 제어는, 상기 고속/고부하에 따른 포지티브 누적 공기량과 상기 저속/저부하에 따른 네거티브 누적공기량을 이용하여 상기 부하 누적 공기량을 판단하는 단계;
상기 부하 누적 공기량이 특정 값을 초과할 때, 상기 고장판단진입 제어 단계가
수행되는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 포지티브 누적 공기량을 판단하는 단계는;
상기 고속/고부하 조건에 대응하는 제 1흡입 공기량을 만족하는지 판단하는 단계;
상기 제 1 흡입 공기량을 만족하면, 상기 제 1 흡입 공기량을 이용하여 상기 포지티브 누적 공기량을 업데이트 하는 단계; 를 포함하고,
상기 네거티브 누적 공기량을 판단하는 단계는;
상기 저속/저부하 조건에 대응하는 제 2 흡입 공기량을 만족하는지 판단하는 단계;
상기 제 2 흡입 공기량을 만족하면, 상기 제 2 흡입 공기량을 이용하여 상기 네거티브 누적 공기량을 업데이트 하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 부하누적공기량은 보정 팩터(factor)를 각각 적용한 상기 포지티브 누적 공기량에서 상기 네거티브 누적 공기량의 차이값으로 산출되고, 상기 부하 누적 공기량을 판단하는 단계는;
상기 차이값을 임계값(Threshold)과 비교하는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 써모스텟 고장판단 제어는, 상기 엔진냉각수온으로 상기 써모스텟 고장에 대한 1회 판정이 이루어지는 단계, 상기 1회 판정으로 써모스텟 고장 확인이 이루어지는 단계, 상기 1회 판정의 상태에서 상기 외기온도에 따른 지연시간으로 써모스텟 고장판단 유예조건 충족이 판단되는 단계, 상기 엔진냉각수온으로 상기 써모스텟 고장에 대한 2회 판정이 이루어지는 단계, 상기 2회 판정으로 써머스탯 고장 판단이 이루어지는 단계
로 수행되는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 1회 판정은 상기 엔진냉각수온을 OBD(On Board Diagnostics) 써모스텟 진단진입온도의 임계값(Threshold)과 비교하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 써모스텟 고장판단 유예조건 충족은 상기 외기온도가 지연시간(Delay Time) 동안 지속될 때 이루어지는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 2회 판정은 상기 엔진냉각수온을 OBD(On Board Diagnostics) 써모스텟 진단진입온도의 임계값(Threshold)과 비교하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 써모스텟 오진단 방지 방법.
엔진냉각수의 엔진 웜업 온도 도달 후 검출된 차속과 엔진 출력으로 구분된 고속/고부하와 저속/저부하를 써모스탯의 모니터링 조건으로 적용하고, 검출된 엔진냉각수온도와 외기온도 중 상기 엔진냉각수온도로 써모스텟 고장을 1회 판정한 후 상기 외기온도에 대한 지연시간(Delay Time)의 확인에 이어 상기 엔진냉각수온도로 상기 써모스텟 고장을 2회 판정하여 써모스탯 고장판단이 이루어지는 모니터링 컨트롤러;
상기 써모스탯이 설치된 엔진 냉각수 라인으로 상기 엔진냉각수를 엔진으로 순환시켜주는 수냉식 냉각장치;
가 포함되는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
청구항 14에 있어서, 상기 모니터링 컨트롤러는 상기 써모스탯에 대한 모니터링을 시작하는 이네이블 모니터링 플래그(Enable Monitoring FLAG)가 생성되는 모니터링 블록을 구비하고, 상기 모니터링 블록에는 상기 차속, 상기 엔진 출력, 상기 엔진냉각수온도, 상기 외기온도와 함께 엔진회전수, 엔진 부하, 흡입 공기량, 엔진연소, 엔진온도를 포함한 엔진정보가 입력되는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
청구항 15에 있어서, 상기 모니터링 컨트롤러는 상기 차속, 상기 엔진부하, 상기 외기온도, 상기 엔진연소, 상기 엔진온도로 모델엔진온도(Model Engine Temperature) 플래그가 생성되는 엔진모델 블록, 상기 이네이블 모니터링 플래그와 상기 모델엔진온도 플래그가 입력되면서 상기 엔진냉각수온도의 검출로 상기 써모스텟 이상이 판정되는 이상검출 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
청구항 15에 있어서, 상기 모니터링 컨트롤러는 써모스텟 진단 맵과 연계되고, 상기 써모스텟 진단 맵에는 상기 외기온도 테이블, 상기 저속/저부하 테이블, 상기 고속/고부하 테이블, 상기 모니터링 테이블, 상기 써모스텟 이상 진단 테이블이 구축되어진 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.