KR20220026736A - System and method for diagnosis of vehicle purge line - Google Patents

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KR20220026736A
KR20220026736A KR1020200107626A KR20200107626A KR20220026736A KR 20220026736 A KR20220026736 A KR 20220026736A KR 1020200107626 A KR1020200107626 A KR 1020200107626A KR 20200107626 A KR20200107626 A KR 20200107626A KR 20220026736 A KR20220026736 A KR 20220026736A
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Abstract

Disclosed are a system for diagnosing a purge line of a vehicle and a method therefor. The system for diagnosing a purge line of a vehicle, according to the present invention, comprises: a canister which collects evaporation gas generated from a fuel tank of a vehicle; a purge valve installed in a purge line (PL) connecting the canister with a surge tank of an intake manifold and configured to supply or block the evaporation gas to the intake manifold according to an applied control signal; a manifold absolute pressure (MAP) sensor installed in the surge tank and configured to measure the intake pressure supplied to the intake manifold; and a control unit which increases the duty of the purge valve by a predetermined unit at regular intervals when entering a purge line diagnosis mode and monitors a change in the intake pressure of the MAP sensor according to a change in the duty of the purge valve so as to diagnose whether the purge line is malfunctioning.

Description

차량의 퍼지라인 진단 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DIAGNOSIS OF VEHICLE PURGE LINE}Vehicle purge line diagnosis system and method

본 발명은 차량의 퍼지라인 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료탱크의 압력센서가 미장착된 차량의 퍼지라인 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for diagnosing a purge line for a vehicle and a method therefor, and more particularly, to a system for diagnosing a purge line for a vehicle in which a pressure sensor of a fuel tank is not mounted and a method therefor.

일반적으로 차량의 연료탱크에서는 대기 방출 시 오염원인 탄화수소(HC)를 포함한 연료 증발가스가 발생되므로 환경규제에 따라 증발가스 퍼지시스템을 적용하고 있다.In general, fuel boil-off gas including hydrocarbon (HC), which is a pollutant, is generated when a vehicle's fuel tank is released to the atmosphere, so a boil-off gas purge system is applied in accordance with environmental regulations.

상기 증발가스 퍼지시스템은 활성탄이 구비된 캐니스터에 증발가스를 포집한 후 엔진 작동 시 퍼지밸브(Purge Valve)와 퍼지라인을 통해 포집된 증발가스를 연소실로 보내줌으로써 탄화수소(HC)의 대기 방출을 막는 역할을 한다.The BOG purge system collects BOG in a canister equipped with activated carbon and sends the BOG collected through a purge valve and a purge line to the combustion chamber during engine operation to prevent hydrocarbon (HC) from being emitted to the atmosphere. plays a role

또한, 북미의 경우 더욱 강화된 환경규제 요구에 대응하여 증발가스 퍼지시스템의 퍼지라인의 막힘/누설을 진단하는 기능(이하, 퍼지라인 진단 기능이라 명명함)을 추가하였으며, 상기 진단을 위해 연료탱크의 압력센서를 추가하였다.In addition, in North America, a function for diagnosing clogging/leakage of the purge line of the BOG purge system (hereinafter referred to as a purge line diagnosis function) has been added in response to the demand for more stringent environmental regulations. of pressure sensor was added.

종래 추가된 퍼지라인 진단 기능은 퍼지밸브를 작동시켜 부압을 형성한 후 압력센서에서 측정된 연료탱크 압력이 해소되어 대기압까지 도달하는 안정화 시간을 비교함으로써 퍼지라인의 막힘/누설을 진단하는 방식으로 구현된다. The conventionally added purge line diagnosis function is implemented in a way to diagnose clogging/leakage of the purge line by operating the purge valve to form a negative pressure and then comparing the stabilization time for the fuel tank pressure measured by the pressure sensor to resolve and reach atmospheric pressure. do.

한편, 최근 유럽지역에도 강화된 증발가스 규제 대응을 위해 퍼지라인 고장에 대한 진단 기능이 필요하다. 그러나, 유럽 및 일반지역에는 북미와 달리 퍼지라인 진단을 위한 연료탱크 압력센서가 장착되지 않고 있어서 신규한 퍼지라인 진단 방법이 요구되고 있다.Meanwhile, a diagnostic function for purge line failure is required in order to respond to the recently strengthened BOG regulation in Europe. However, unlike North America, in Europe and general regions, a fuel tank pressure sensor for diagnosing a purge line is not installed, so a new method for diagnosing a purge line is required.

이는 북미와 같은 퍼지라인 진단 기능을 적용하기 위해서는 압력센서 추가에 따른 원가상승 문제가 있으며, 근본적으로 기존 압력센서 미장착 차량에는 종래 진단기능의 적용이 불가능한 문제점이 있기 때문이다.This is because, in order to apply the purge line diagnostic function as in North America, there is a problem of cost increase due to the addition of a pressure sensor, and fundamentally, there is a problem that the conventional diagnostic function cannot be applied to a vehicle without a pressure sensor.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in this background section are prepared to improve understanding of the background of the invention, and may include matters that are not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.

본 발명의 실시 예는 연료탱크의 압력센서가 미장착된 차량의 흡기 매니폴드의 MAP(Manifold air pressure) 센서를 이용한 퍼지제어밸브 작동시의 흡기 압력 거동을 모니터링 하여 퍼지라인 고장을 진단하는 차량의 퍼지라인 진단 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is a vehicle purge for diagnosing a purge line failure by monitoring the intake air pressure behavior when a purge control valve is operated using a MAP (manifold air pressure) sensor of an intake manifold of a vehicle not equipped with a fuel tank pressure sensor. An object of the present invention is to provide a line diagnosis system and a method therefor.

본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 퍼지라인 진단 시스템은, 차량의 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 포집하는 캐니스터; 상기 캐니스터와 흡기 매니폴드의 서지탱크를 연결하는 퍼지라인(PL)에 설치되며 인가되는 제어신호에 따라 상기 증발가스를 상기 흡기 매니폴드로 공급하거나 차단하는 퍼지밸브; 상기 서지탱크에 설치되어 상기 흡기 매니폴드로 공급되는 흡기압력을 측정하는 MAP(Manifold Absolute Pressure) 센서; 및 퍼지라인 진단 모드에 진입하면 일정 시간을 주기로 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)을 일정 단위씩 증대시키고 상기 퍼지밸브의 듀티 변화에 따른 상기 MAP 센서의 흡기압력 변화를 모니터링하여 상기 퍼지라인의 고장여부를 진단하는 제어부;를 포함한다.According to one aspect of the present invention, a purge line diagnosis system for a vehicle includes: a canister for collecting boil-off gas generated from a fuel tank of the vehicle; a purge valve installed on a purge line (PL) connecting the canister and the surge tank of the intake manifold and supplying or blocking the boil-off gas to the intake manifold according to an applied control signal; a manifold absolute pressure (MAP) sensor installed in the surge tank to measure intake air pressure supplied to the intake manifold; and when the purge line diagnosis mode is entered, the duty of the purge valve is increased by a predetermined unit at a certain period of time, and a change in the intake air pressure of the MAP sensor according to the duty change of the purge valve is monitored to determine whether the purge line is faulty. It includes; a control unit for diagnosing.

또한, 상기 차량의 퍼지라인 진단 시스템은 상기 차량의 운행에 따른 부스트 압력 센서, 냉각수온 센서, 대기압력 센서, MAP 센서 및 퍼지밸브 중 적어도 하나로부터 퍼지라인 진단에 필요한 상태정보를 검출하는 상태정보 검출부를 더 포함할 수 있다.In addition, the purge line diagnosis system of the vehicle includes a state information detection unit that detects state information necessary for diagnosing a purge line from at least one of a boost pressure sensor, a coolant temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, a MAP sensor, and a purge valve according to the operation of the vehicle. may further include.

또한, 상기 제어부는 상기 상태정보를 토대로 상기 퍼지밸브가 작동하는 조건을 충족하는 경우에 상기 퍼지라인 진단 모드를 활성화하되, 부스팅 작동 구간이나 냉각수 온도가 일정온도 이하이면 상기 퍼지라인 진단 모드 진입을 제한할 수 있다.In addition, the control unit activates the purge line diagnostic mode when the conditions for the purge valve to operate based on the status information are satisfied, but restricts the entry into the purge line diagnostic mode when the boosting operation section or the coolant temperature is below a certain temperature can do.

또한, 상기 제어부는 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)가 설정 기준치 이상의 작동 조건을 충족하는 경우에만 상기 퍼지라인 진단 모드를 시작 할 수 있다.Also, the controller may start the purge line diagnosis mode only when the duty of the purge valve meets an operating condition greater than or equal to a set reference value.

또한, 상기 제어부는 상기 퍼지밸브의 듀티(duty) 증대에 따른 상기 MAP 센서의 흡기압력 신호(fs)를 측정하는 과정을 목표 횟수까지 반복할 수 있다.Also, the controller may repeat the process of measuring the intake air pressure signal fs of the MAP sensor according to the increase in the duty of the purge valve up to a target number of times.

또한, 상기 퍼지밸브는 상기 제어부의 제어에 따른 작동 듀티(duty)를 상기 일정 단위씩 증대하여 작동하고 그에 따른 작동정보를 상기 제어부로 응답하 수 있다.In addition, the purge valve may operate by increasing an operation duty according to the control of the control unit by the predetermined unit, and may respond to operation information corresponding thereto to the control unit.

또한, 상기 제어부는 상기 목표 횟수까지 측정된 상기 흡기압력 신호(fs)에 각각의 횟수 별 퍼지밸브 작동 주파수에 해당하는 기준 주파수 신호(fr)를 곱하고, 저주파 통과 필터(low pass filter, LPF)를 통해 신호 처리하여 직류값으로 변환할 수 있다.In addition, the control unit multiplies the intake pressure signal (fs) measured up to the target number of times by a reference frequency signal (fr) corresponding to the purge valve operating frequency for each number of times, and operates a low pass filter (LPF) Through signal processing, it can be converted into a DC value.

또한, 상기 제어부는 상기 직류값으로 변환된 값들의 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 정상상태에서 측정된 흡기압력 신호의 기준값과 비교하여 상기 흡기압력 변화에 따른 응답 비율(ratio)을 산출할 수 있다.In addition, the control unit may calculate an average value of the values converted into the DC value and compare the average value with a reference value of the intake pressure signal measured in a steady state to calculate a response ratio according to the intake pressure change. .

또한, 상기 제어부는 상기 응답 비율(ratio)이 설정된 고장진단 임계치 이상이면 퍼지라인(PL)을 정상으로 판정 하고, 상기 임계치 미만이면 퍼지라인(PL)에 막힘 고장이 발생한 것으로 판정할 수 있다.In addition, the control unit may determine that the purge line PL is normal if the response ratio is greater than or equal to a set fault diagnosis threshold, and if it is less than the threshold, it may be determined that a clogging failure has occurred in the purge line PL.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 차량의 퍼지라인 진단 시스템이 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 포집하는 캐니스터와 흡기 매니폴드의 서지탱크를 연결하는 퍼지라인(PL)의 상태를 진단하는 방법은, a) 퍼지라인 진단 모드에 진입하면 차량의 상태정보로 수집된 MAP(Manifold Absolute Pressure) 센서의 흡기압력 신호(fs)와 퍼지라인(PL)에 설치된 퍼지밸브의 듀티(duty)를 초기값으로 저장하는 단계; b) 일정 시간을 주기로 목표 횟수까지 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)을 일정 단위씩 증대시키면서 상기 퍼지밸브의 듀티(duty) 변화에 따른 상기 MAP 센서의 흡기압력 신호(fs)를 수집하는 단계; c) 상기 목표 횟수로 측정된 상기 흡기압력 신호(fs)에 각각의 횟수 별 퍼지밸브 작동 주파수에 해당하는 기준 주파수 신호(fr)를 곱하고, 곱해진 흡기압력 신호(fs)를 저주파 통과 필터를 통해 처리하여 직류값으로 변환하는 단계; 및 d) 상기 목표 횟수 별 흡기압력 신호(fs)의 직류값에 대한 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 정상상태에서 측정된 흡기압력 신호의 기준값과 비교하여 흡기압력 변화에 따른 상기 퍼지라인의 고장여부를 진단하는 단계;를 포함한다. On the other hand, according to an aspect of the present invention, the method of diagnosing the state of the purge line (PL) connecting the canister that collects boil-off gas generated in the fuel tank and the surge tank of the intake manifold by the vehicle's purge line diagnosis system is , a) When the purge line diagnosis mode is entered, the intake pressure signal (fs) of the manifold absolute pressure (MAP) sensor collected as vehicle status information and the duty of the purge valve installed in the purge line (PL) are set to the initial values. saving; b) collecting the intake air pressure signal fs of the MAP sensor according to the duty change of the purge valve while increasing the duty of the purge valve by a predetermined unit up to a target number of times in a predetermined period; c) The intake pressure signal (fs) measured the target number of times is multiplied by a reference frequency signal (fr) corresponding to the purge valve operating frequency for each number, and the multiplied intake pressure signal (fs) is passed through a low-pass filter converting to a DC value by processing; and d) calculating the average value of the DC value of the intake pressure signal fs for each target number of times, and comparing the average value with a reference value of the intake pressure signal measured in a steady state to determine whether the purge line is faulty according to the intake pressure change diagnosing; includes.

또한, 상기 a) 단계 이전에, a-1) 차량의 운행에 따른 부스트 압력, 대기압력, 냉각수온, 흡기압력 및 퍼지밸브 작동정보 중 적어도 하나를 포함하는 상태정보를 수집하는 단계; 및 a-2) 상기 상태정보를 토대로 상기 퍼지밸브가 작동상태인 진입 조건 충족하면 상기 퍼지라인 진단 모드를 시작하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, before step a), a-1) collecting state information including at least one of boost pressure, atmospheric pressure, coolant temperature, intake pressure, and purge valve operation information according to the operation of the vehicle; and a-2) starting the purge line diagnosis mode when the entry condition in which the purge valve is in an operating state is satisfied based on the status information.

또한, 상기 a-2) 단계는, 작동중인 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)가 설정된 기준치 이상인 조건을 더 충족하는 경우에만 상기 퍼지라인 진단 모드를 시작할 수 있다.In addition, in step a-2), the purge line diagnostic mode may be started only when a condition in which the duty of the purge valve in operation is greater than or equal to a set reference value is further satisfied.

또한, 상기 b) 단계는, 10초 간격을 주기로 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)을 5% 단위씩 증대시키면서 총10회까지 상기 퍼지밸브의 듀티(duty) 변화에 따른 상기 MAP 센서의 흡기압력 신호(fs)를 측정할 수 있다.In addition, in step b), the intake pressure signal of the MAP sensor according to the duty change of the purge valve up to 10 times while increasing the duty of the purge valve by 5% at intervals of 10 seconds (fs) can be measured.

또한, 상기 b) 단계는, 10초 간격을 주기로 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)을 10% 단위씩 증대시키면서 총6회 제어하거나 20% 단위씩 증대시키면서 총3회 제어하여 상기 퍼지밸브의 듀티(duty) 변화에 따른 상기 MAP 센서의 흡기압력 신호(fs)를 측정할 수 있다.In addition, in step b), the duty (duty) of the purge valve is increased by 10% units at intervals of 10 seconds and controlled a total of 6 times or is controlled a total of 3 times while increasing by 20% units to increase the duty (duty) of the purge valve ( duty) may measure the intake air pressure signal fs of the MAP sensor according to the change.

또한, 상기 b) 단계는, b-1) 초기값으로 저장된 퍼지밸브의 듀티(duty)을 일정 단위 증대하여 작동하고 그에 따른 흡기압력 신호(fs)를 측정하는 단계; b-2) 상기 일정 시간 동안 측정된 흡기압력 신호(fs)를 저주파 통과 필터(LPF)를 통해 처리하여 노이즈를 제거하고 직류값으로 변환하는 단계; b-3) 상기 직류값으로 변환된 흡기압력 신호(fs)를 1회 측정 테이블에 저장하고, 퍼지밸브 작동횟수(n)를 1회 카운트하여 누적하는 단계; 및 b-4) 상기 누적된 퍼지밸브 작동횟수(n)가 상기 목표 횟수를 충족할 때 까지 상기 b-1) 단계 내지 상기 b-3) 단계를 반복 하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step b) includes: b-1) increasing the duty of the purge valve stored as an initial value by a predetermined unit and operating the operation and measuring the intake pressure signal fs accordingly; b-2) processing the intake pressure signal (fs) measured for the predetermined time through a low-pass filter (LPF) to remove noise and convert it into a DC value; b-3) storing the intake pressure signal (fs) converted into the DC value in a one-time measurement table, and counting and accumulating the number of purge valve operation times (n) once; and b-4) repeating steps b-1) to b-3) until the accumulated number of purge valve operation n satisfies the target number of times.

또한, 상기 d) 단계는, 상기 평균값을 정상상태에서 측정된 흡기압력 신호의 기준값과 비교하여 흡기압력 변화에 따른 응답 비율(ratio)을 산출하는 단계; 및 상기 응답 비율(ratio)이 퍼지라인(PL)의 고장진단을 위해 설정된 임계치 이하이면 상기 퍼지라인(PL)의 막힘 고장이 발생된 것으로 판단하여 표시장치를 통해 알람하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the step d) may include calculating a response ratio according to the change in intake pressure by comparing the average value with a reference value of the intake pressure signal measured in a steady state; and if the response ratio is less than or equal to a threshold set for fault diagnosis of the purge line PL, determining that a clogging failure of the purge line PL has occurred and alarming through a display device. .

또한, 상기 알람하는 단계는, 상기 듀티(duty)을 증대시키는 제어신호를 인가한 후 상기 퍼지밸브로부터 응답되는 작동정보가 미수신 되거나 상기 증대 제어가 미반영된 경우 상기 퍼지밸브의 고장으로 진단하여 고장 원인을 표시하는 단계; 또는 상기 퍼지밸브로부터 응답된 작동정보에 상기 증대시키는 제어가 정상 반영된 경우 상기 퍼지밸브의 정상 및 퍼지라인(PL)의 막힘을 진단하여 고장 원인을 표시하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, in the alarming step, when the operation information responsive from the purge valve is not received or the increase control is not reflected after applying the control signal for increasing the duty, the purge valve is diagnosed as a failure and the cause of the failure displaying; Alternatively, when the increasing control is normally reflected in the operation information responded from the purge valve, diagnosing the normality of the purge valve and the clogging of the purge line PL and displaying the cause of the failure.

본 발명의 실시 예에 따르면, 종래의 연료탱크 압력센서와 같은 하드웨어 추가 없이 흡기 매니폴드에 장착되어 흡기압력을 측정하는 MAP 센서를 이용하여 소프트웨어적인 퍼지라인 진단 기능을 제공함으로써 원가를 절감과 동시에 제품성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, a software purge line diagnosis function is provided using a MAP sensor that is mounted on an intake manifold and measures intake air pressure without adding hardware such as a conventional fuel tank pressure sensor, thereby reducing costs and reducing product costs. It has the effect of improving performance.

또한, 기존의 압력센서 미장착 차량에도 간단한 소프트웨어 업그레이드를 통해 퍼지라인 진단 기능을 제공함으로써 제품성 및 고객만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to improve product quality and customer satisfaction by providing a purge line diagnosis function through a simple software upgrade to vehicles not equipped with an existing pressure sensor.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 증발가스 퍼지 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 퍼지라인 진단 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 퍼지라인 진단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 퍼지라인 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.1 schematically shows a BOG purge system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically illustrating a purge line diagnosis system for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 to 6 are diagrams for explaining a method for diagnosing a purge line of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are flowcharts illustrating a method for diagnosing a purge line of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as “…unit”, “…group”, and “module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. there is.

명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.Throughout the specification, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms.

명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.Throughout the specification, when a certain element is referred to as 'connected' or 'connected' to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but another element may exist in between. It should be understood that there may be On the other hand, when it is said that a certain element is 'directly connected' or 'directly connected' to another element, it should be understood that another element does not exist in the middle.

명세서 전체에서, 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Throughout the specification, terms used are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

명세서 전체에서, '포함한다', '가진다' 등과 관련된 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, terms related to 'comprising', 'having', etc. are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, but one or more other features. It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 퍼지라인 진단 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.A vehicle purge line diagnosis system and method according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 증발가스 퍼지 시스템을 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows a BOG purge system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 증발가스 퍼지 시스템은 연료탱크(1), 캐니스터(Canister)(2), 퍼지밸브(Purge Control Valve)(3), 서지탱크(4), MAP(Manifold Absolute Pressure) 센서(5), 에어클리너(6), 과급기(7), 인터쿨러(8), 부스트 센서(9) 및 스로틀 밸브(10)를 포함한다.Referring to Figure 1, the boil-off gas purge system according to an embodiment of the present invention is a fuel tank (1), a canister (2), a purge valve (Purge Control Valve) (3), a surge tank (4), MAP (Manifold Absolute Pressure) includes a sensor (5), an air cleaner (6), a supercharger (7), an intercooler (8), a boost sensor (9) and a throttle valve (10).

연료탱크(1)는 연료를 저장하는 용기이며 연료로부터 증발가스(HC)가 발생된다. 상기 증발가스는 엔진이 정지된 상태에서 캐니스터(2)로 유입될 수 있다. 여기서, 종래 북미 시장에 적용된 차량의 경우 연료탱크(1)에 별도의 압력센서를 추가하고 이를 이용한 종래의 퍼지라인 진단기능을 구현하였으나 본 발명의 실시 예에 따른 차량은 상기 압력센서가 미장착된 것을 특징으로 한다. The fuel tank 1 is a container for storing fuel, and boil-off gas (HC) is generated from the fuel. The boil-off gas may be introduced into the canister 2 while the engine is stopped. Here, in the case of a vehicle applied to the conventional North American market, a separate pressure sensor was added to the fuel tank 1 and a conventional purge line diagnosis function using this was implemented, but the vehicle according to the embodiment of the present invention is not equipped with the pressure sensor. characterized.

캐니스터(2)는 엔진의 정지 시 연료탱크(1)에서 발생되는 증발가스를 내부의 활성탄에 포집하는 역할을 한다. The canister 2 serves to collect the boil-off gas generated from the fuel tank 1 in the activated carbon inside when the engine is stopped.

캐니스터(2)는 엔진 시동 시 대기 유입구에 장착된 캐니스터 클로즈 밸브(Canister Close Valve, CCV)를 개방하여 내부로 유입된 대기와 증발가스를 혼합할 수 있다.The canister 2 may open a canister close valve (CCV) mounted on the atmospheric inlet when the engine is started to mix the air introduced into the canister and the boil-off gas.

퍼지밸브(3)는 캐니스터(2)와 서지탱크(4)를 연결하는 퍼지라인(PL) 상에 설치되고, 캐니스터(2)에서 포집된 증발 가스를 선택적으로 공급 또는 차단한다. The purge valve 3 is installed on the purge line PL connecting the canister 2 and the surge tank 4 , and selectively supplies or blocks the boil-off gas collected in the canister 2 .

퍼지밸브(3)는 퍼지 제어 솔레노이드 밸브(Purge Control Solenoid Valve, PCSV)로 구성될 수 있으며 인가되는 제어신호에 따라 작동 듀티(Duty)를 가변 작동할 수 있다.The purge valve 3 may be configured as a purge control solenoid valve (PCSV) and may variably operate an operating duty according to an applied control signal.

서지탱크(4)는 흡기라인(L1~L3)을 통해 흡입된 공기를 일시적으로 저장하고 도면에서는 생략되었으나 흡기 매니폴드를 통해 엔진의 각 실린더로 흡입 공기를 공급한다. The surge tank 4 temporarily stores the air sucked through the intake lines L1 to L3 and supplies intake air to each cylinder of the engine through the intake manifold although omitted from the drawing.

MAP 센서(5)는 흡기 매니폴드의 서지탱크(4)에 설치되어 엔진으로 공급되는 흡입 공기의 압력(이하, 흡기압력이라 명명함)을 측정한다. The MAP sensor 5 is installed in the surge tank 4 of the intake manifold and measures the pressure of intake air supplied to the engine (hereinafter, referred to as intake pressure).

에어클리너(6)는 외부로부터 유입되는 공기의 이물질을 여과하여 흡기라인(L1)을 통해 과급기(7)로 공급한다. The air cleaner 6 filters foreign substances in the air introduced from the outside and supplies it to the supercharger 7 through the intake line L1.

과급기(7)는 에어클리너(6)를 통해 공급된 공기를 압축한다. 과급기(7)는 엔진의 배출가스 압력을 이용해 터빈을 회전시키고 그 회전력을 이용해 흡입된 공기를 압축하는 터보 차저로 구성될 수 있다.The supercharger 7 compresses the air supplied through the air cleaner 6 . The supercharger 7 may be configured as a turbocharger that rotates a turbine using the exhaust gas pressure of the engine and compresses the sucked air using the rotational force.

인터쿨러(8)는 과급기(7)에 의해 압축된 고온의 압축공기를 냉각하여 공기 밀도를 증가시킨다.The intercooler 8 cools the high-temperature compressed air compressed by the supercharger 7 to increase the air density.

부스트압력 센서(9)는 인터쿨러(8)와 스로틀 밸브(10) 사이를 연결하는 흡기 라인(L3)에 설치되어 과급기(7)에 의해 흡기 매니폴드로 공급되는 부스트 압력을 측정한다.The boost pressure sensor 9 is installed in the intake line L3 connecting the intercooler 8 and the throttle valve 10 to measure the boost pressure supplied to the intake manifold by the supercharger 7 .

스로틀 밸브(10)는 엔진으로 공급되는 흡입 공기의 양을 조절한다. 스로틀 밸브(10)는 인가되는 제어신호에 따라 개도량이 조절될 수 있다.The throttle valve 10 regulates the amount of intake air supplied to the engine. The opening amount of the throttle valve 10 may be adjusted according to an applied control signal.

전술한 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 증발가스 퍼지 시스템은 종래 북미 시장 차량의 퍼지라인 진단 기능을 위해 추가되었던 연료탱크(1)의 압력센서를 원가절감 및 시스템 단순화를 위해 미장착(삭제)한다. 그리고 흡기 매니폴드으로 공급되는 흡기압력을 측정하는 MAP 센서(5)를 이용하는 개선된 퍼지라인 진단 알고리즘이 구축된 차량의 퍼지라인 진단 시스템을 구현한다.In the BOG purge system of the vehicle according to the embodiment of the present invention described above, the pressure sensor of the fuel tank 1, which was added for the purge line diagnosis function of the conventional North American market vehicle, is not installed (deleted) for cost reduction and system simplification. . In addition, a purge line diagnosis system for a vehicle in which an improved purge line diagnosis algorithm using the MAP sensor 5 that measures the intake air pressure supplied to the intake manifold is built is implemented.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 퍼지라인 진단 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 2 is a block diagram schematically illustrating a purge line diagnosis system for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

또한, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 퍼지라인 진단 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 to 6 are diagrams for explaining a method for diagnosing a purge line of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 차량의 퍼지라인 진단 시스템(100)은 상태정보 검출부(110), 퍼지밸브(3) 및 제어부(120)를 포함하며, 앞서 도 1을 통해 설명한 증발가스 퍼지 시스템을 기반으로 적용될 수 있다. First, referring to FIG. 2 , the purge line diagnosis system 100 for a vehicle of the present invention includes a state information detection unit 110 , a purge valve 3 , and a control unit 120 , and the boil-off gas described above with reference to FIG. 1 . It can be applied based on a fuzzy system.

상태정보 검출부(110)는 차량의 운행에 따른 각종 센서로부터 퍼지라인 진단에 필요한 상태정보를 검출한다.The state information detection unit 110 detects state information necessary for diagnosing the purge line from various sensors according to the operation of the vehicle.

예컨대, 상태정보 검출부(110)는 차량의 운행에 따른 부스트 압력 센서(10), 냉각수온 센서(11), 대기압력 센서(12), MAP 센서(5) 및 퍼지밸브(3)에서 측정된 상태정보를 검출하여 제어부(120)로 전달한다.For example, the state information detection unit 110 is a state measured by the boost pressure sensor 10 , the coolant temperature sensor 11 , the atmospheric pressure sensor 12 , the MAP sensor 5 and the purge valve 3 according to the operation of the vehicle. The information is detected and transmitted to the control unit 120 .

제어부(120)는 앞서 설명한 차량의 증발가스 퍼지 시스템을 전반적인 동작을 제어하는 전자 제어기(Electronic Control Unit, ECU)로 구성될 수 있으며, 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 퍼지라인 진단을 위한 각종 프로그램 및 데이터를 메모리에 저장하고 그 실행에 따른 차량의 퍼지라인 진단 로직을 제어할 수 있다.The control unit 120 may be configured as an electronic controller (ECU) that controls the overall operation of the BOG purge system of the vehicle described above, and is also used for diagnosing a purge line of a vehicle according to an embodiment of the present invention. It is possible to store various programs and data in the memory and control the purge line diagnosis logic of the vehicle according to the execution.

제어부(120)는 상태정보 검출부(110)로부터 차량의 운행 중 부스트 압력, 대기압력, 냉각수온 및 퍼지밸브 작동정보 중 적어도 하나를 포함하는 상태정보를 수집하여 퍼지라인 진단 모드의 진입 조건 충족 여부를 판단한다.The control unit 120 collects status information including at least one of boost pressure, atmospheric pressure, coolant temperature, and purge valve operation information while driving the vehicle from the status information detection unit 110 to determine whether the entry condition of the purge line diagnosis mode is satisfied. judge

제어부(120)는 수집된 상태정보를 토대로 퍼지밸브(3)가 작동하는 조건을 충족하는 경우에만 퍼지라인 진단 모드를 활성화한다. 반면, 부스팅이 작동하는 구간에서는 대기압보다 높아져 퍼지가 이루어지지 않기 때문 퍼지라인 진단 모드 진입을 제한 할 수 있다. 또한, 냉각수 온도가 일정온도 이하이거나 웜업(Warm up) 상태가 아니면 퍼지라인 진단 모드 진입을 제한 할 수 있다.The control unit 120 activates the purge line diagnosis mode only when a condition for operating the purge valve 3 is satisfied based on the collected state information. On the other hand, in the section where boosting is operated, the purge is not performed because the pressure is higher than atmospheric pressure, so the entry into the purge line diagnostic mode can be restricted. In addition, if the coolant temperature is below a certain temperature or is not in a warm-up state, the entry into the purge line diagnosis mode may be restricted.

여기에, 제어부(120)는 상기 퍼지밸브(3)가 작동하는 구간에서도 퍼지밸브(3)의 듀티(duty)가 설정된 기준치(예; 10%) 이상인 조건을 충족하는 경우에만 퍼지라인 진단을 개시할 수 있다. 상기 듀티(duty)는 퍼지밸브(3)의 개도량(%)을 제어하는 값을 의미한다.Here, the control unit 120 starts diagnosing the purge line only when the condition that the duty of the purge valve 3 satisfies the set reference value (eg, 10%) or more even in the section in which the purge valve 3 operates. can do. The duty refers to a value controlling the opening degree (%) of the purge valve 3 .

제어부(120)는 퍼지밸브(3)의 개도량 변화에 따른 흡기 매니폴드의 흡기압력 변화를 MAP 센서(5)를 통해 모니터링하여 퍼지라인의 고장여부를 진단한다.The control unit 120 monitors a change in the intake air pressure of the intake manifold according to the change in the opening degree of the purge valve 3 through the MAP sensor 5 to diagnose whether the purge line is faulty.

제어부(120)는 퍼지라인 진단이 개시되면, 일정 시간(예; 10초)을 주기로 퍼지밸브(3)의 듀티(duty)을 일정 단위(예; 5%)씩 증대시키면서 그에 따른 MAP 센서(5)의 흡기압력 신호(fs)를 측정하는 과정을 목표 횟수(예; 10회)까지 반복한다.When the purge line diagnosis is started, the control unit 120 increases the duty of the purge valve 3 by a predetermined unit (eg, 5%) at a period of a predetermined time (eg, 10 seconds), and the corresponding MAP sensor 5 ), repeat the process of measuring the intake pressure signal (fs) up to the target number of times (eg, 10 times).

예컨대, 도 3을 참조하면, 제어부(120)는 상기 퍼지라인 진단이 개시된 초기 퍼지밸브(3)의 듀티(duty)가 10%인 경우 10초 간격을 주기로 상기 듀티(duty)을 5% 간격으로 증대시키면서 상기 듀티(duty)가 15%(1회)에서부터 60%(10회)가 될 때까지 횟수 별 MAP 센서(5)의 흡기압력 신호(fs)를 측정할 수 있다.For example, referring to FIG. 3 , when the duty of the initial purge valve 3 at which the purge line diagnosis is started is 10%, the controller 120 sets the duty to 5% at intervals of 10 seconds. While increasing, the intake pressure signal fs of the MAP sensor 5 may be measured for each number of times from 15% (one time) to 60% (10 times).

제어부(120)는 MAP 센서(5)에서 측정된 흡기압력 신호(fs)의 경우 공기압을 측정하는 특성상 노이즈(noise) 성분이 많기 때문에 퍼지밸브(3)가 작동되는 10초 간격으로 신호를 추출할 수 있다. 이때, 퍼지밸브(3)는 퍼지라인 진단 모드 시 제어부(120)로부터 인가되는 제어신호에 따른 퍼지밸브 작동 듀티(duty)를 5% 단위로 증대하여 작동하고 그에 따른 퍼지밸브 작동 주파수(fr)를 제어부(120)로 전달할 수 있다.In the case of the intake pressure signal fs measured by the MAP sensor 5, the control unit 120 extracts the signal at 10 second intervals when the purge valve 3 is operated because there are many noise components due to the characteristic of measuring the air pressure. can At this time, the purge valve 3 operates by increasing the purge valve operating duty in 5% increments according to the control signal applied from the control unit 120 in the purge line diagnosis mode, and the purge valve operating frequency fr is adjusted accordingly. may be transmitted to the control unit 120 .

제어부(120)는 10초 간격(주기)으로 1회에서부터 목표 횟수인 10회까지 측정된 흡기압력 신호(fs)에 각각의 횟수 별 퍼지밸브 작동 주파수에 해당하는 기준 주파수 신호(fr)를 곱하고, 저주파 통과 필터(low pass filter, LPF)를 통해 신호 처리하여 상기 횟수 별 측정된 MAP 센서(5)의 흡기압력 신호를 직류값으로 변환한다. The control unit 120 multiplies the reference frequency signal fr corresponding to the purge valve operating frequency for each number of times by the intake pressure signal fs measured from 1 time to the target number of 10 times at 10-second intervals (period), Signal processing through a low pass filter (LPF) converts the intake pressure signal of the MAP sensor 5 measured for each number of times into a DC value.

이때, 도 4를 참조하여 상기 저주파 통과 필터를 통한 신호처리 방법을 설명하면, 노이즈를 포함한 MAP 센서(5)의 흡기압력 신호(fs)와 퍼지밸브 작동 주파수에 해당하는 기준 주파수 신호(fr)를 곱하여 합의 주파수 성분과 차의 주파수 성분으로 변환된다. 그리고, 합의 주파수 성분은 저주파 통과 필터로 제거가 되기 때문에 차의 주파수 성분만이 남고 동일한 주파수인 MAP 센서(5)의 흡기압력 신호는 직류로 이동되고 기준 신호 주파수 부근의 노이즈는 낮은 주파수 성분으로 이동한다.At this time, when the signal processing method through the low-pass filter is described with reference to FIG. 4 , the intake air pressure signal fs of the MAP sensor 5 including noise and the reference frequency signal fr corresponding to the purge valve operating frequency are obtained. It is multiplied and converted into a frequency component of the sum and a frequency component of the difference. And, since the frequency component of the sum is removed by the low-pass filter, only the frequency component of the difference remains, the intake pressure signal of the MAP sensor 5 having the same frequency is moved to DC, and noise near the reference signal frequency is moved to the low frequency component. do.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제어부(120)는 상기 10회(목표 횟수)에 걸쳐 측정된 흡기압력 신호의 신호처리를 통해 변환된 값의 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 정상상태에서 측정된 흡기압력 신호의 기준값과 비교하여 흡기압력 변화에 따른 응답 비율(ratio)을 산출함으로써 퍼지라인(PL)의 정상 여부를 진단할 수 있다.5 and 6 , the controller 120 calculates an average value of the values converted through signal processing of the intake pressure signal measured over the 10 times (target number of times), and calculates the average value of the average value measured in the normal state. It is possible to diagnose whether the purge line PL is normal by comparing the reference value of the intake pressure signal and calculating a response ratio according to the change in intake pressure.

예컨대, 제어부(120)는 상기 10회(목표 횟수)에 따른 15%(1회), 20%(2회), 25%(3회), 30%(4회), 35%(5회), 40%(6회), 45%(7회), 50%(8회), 55%(9회), 60%(10회)의 듀티(duty) 별 흡기압력 신호(fs)에 대한 신호처리와 평균값 구한다. For example, the control unit 120 controls 15% (1 time), 20% (2 times), 25% (3 times), 30% (4 times), 35% (5 times) according to the 10 times (target number of times) , 40% (6 times), 45% (7 times), 50% (8 times), 55% (9 times), 60% (10 times) signals for intake pressure signal (fs) by duty Process and average.

제어부(120)는 현재 10회 측정 처리된 평균값을 정상상태에서의 기준값으로 나누어 응답 비율(ratio)을 도출한다. 그리고, 상기 응답 비율(ratio)이 고장진단 임계치로 설정된 0.5 이상이면 퍼지라인(PL)을 정상으로 판정 하고, 반대로 0.5 미만이면 막힘 고장이라고 판정할 수 있다.The control unit 120 derives a response ratio by dividing the average value measured and processed 10 times by the reference value in the normal state. And, when the response ratio is 0.5 or more set as the fault diagnosis threshold, it is determined that the purge line PL is normal, and conversely, when it is less than 0.5, it can be determined as a clogging failure.

이상의 설명에서, 제어부(120)는 진단신뢰도의 증대를 위한 시료 수를 최대한 확보하기 위하여 5% 간격으로 총10회를 목표횟수로 설정하여 퍼지밸브(3)의 작동을 제어하는 것으로 설명하였다. 다만, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며 상기 듀티(duty) 증대를 5% 간격 이외에 10% 간격으로 목표횟수를 6회로 제어하거나 20% 간격으로 3회로 제어한 흡기압력 신호의 변화를 확인하여 고장진단도 가능하다. 이러한 듀티(duty) 증대단위, 시간주기 및 목표횟수는 미리 지정된 알고리즘(예; 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다.In the above description, it has been described that the control unit 120 controls the operation of the purge valve 3 by setting a total of 10 times at an interval of 5% as the target number of times in order to secure the maximum number of samples for increasing the diagnostic reliability. However, the embodiment of the present invention is not limited thereto. In addition to the 5% interval, the target number of duty increase is controlled 6 times at 10% intervals or 3 times at 20% intervals by checking the change in the intake pressure signal. Troubleshooting is also possible. The duty increment unit, time period, and target number may be set through a predetermined algorithm (eg, a program and a probability model).

한편, 전술한 퍼지라인 진단 기능을 위하여 제어부(120)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 퍼지라인 진단 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다. Meanwhile, for the fuzzy line diagnosis function described above, the control unit 120 may be implemented as one or more processors operating according to a set program, and the set program is configured for each step of the method for diagnosing a fuzzy line of a vehicle according to an embodiment of the present invention. It may be programmed to do

이러한 차량의 퍼지라인 진단 방법은 아래의 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.Such a method for diagnosing a purge line of a vehicle will be described in more detail with reference to the drawings below.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 퍼지라인 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.7 and 8 are flowcharts illustrating a method for diagnosing a purge line of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8을 참조하면, 차량의 퍼지라인 진단 시스템(100)의 제어부(120)는 상태정보 검출부(110)로부터 차량의 운행 중 부스트 압력, 대기압력, 냉각수온, 흡기압력 및 퍼지밸브 작동정보 중 적어도 하나를 포함하는 상태정보를 수집하여(S1), 퍼지라인 진단 모드의 진입 조건 충족 여부를 판단한다(S2).7 and 8 , the control unit 120 of the purge line diagnosis system 100 of the vehicle operates the boost pressure, atmospheric pressure, coolant temperature, intake air pressure and purge valve while driving the vehicle from the state information detection unit 110 . Status information including at least one of the pieces of information is collected (S1), and it is determined whether a condition for entering the fuzzy line diagnosis mode is satisfied (S2).

제어부(120)는 상기 상태정보를 토대로 퍼지밸브(3)가 작동상태인 진입 조건 충족하면(S2; 예), 퍼지라인 진단을 시작한다. 이 때, 제어부(120)는 작동중인 퍼지밸브(3)의 듀티(duty)가 설정된 기준치(예; 10%) 이상인 조건을 더 충족하는 경우에만 퍼지라인 진단을 개시할 수 있다.The controller 120 starts diagnosing the purge line when the entry condition in which the purge valve 3 is in an operating state is satisfied based on the state information (S2; Yes). At this time, the controller 120 may start the purge line diagnosis only when the duty of the purge valve 3 in operation further satisfies a condition greater than or equal to a set reference value (eg, 10%).

제어부(120)는 퍼지라인 진단 시작 시점의 상태정보로 수집된 MAP 센서(5)의 흡기압력 신호와 퍼지밸브(3)의 듀티(duty)를 초기값으로 저장한다(S3). 이하, 설명의 이해를 돕기 위해 퍼지밸브(3)의 초기 듀티(duty)가 10%인 것으로 가정하여 계속 설명한다.The controller 120 stores the intake pressure signal of the MAP sensor 5 and the duty of the purge valve 3 collected as state information at the start of the purge line diagnosis as initial values (S3). Hereinafter, it is assumed that the initial duty of the purge valve 3 is 10% for better understanding of the description.

제어부(120)는 현재 퍼지밸브(3)의 듀티(duty)를 5% 단위로 증대하여 작동하고 그에 따라 MAP 센서(5)에서 측정된 흡기압력 신호(fs)를 수집한다(S4). 이때, 제어부(120)는 상기 초기 듀티(duty) 10%에서 5% 증대된 15%로 제어하여 10초 동안 퍼지밸브(3)를 작동하고, 그에 따른 10초 동안 MAP 센서(5)의 흡기압력 신호(fs)를 측정한다.The control unit 120 operates by increasing the duty of the current purge valve 3 by 5%, and collects the intake air pressure signal fs measured by the MAP sensor 5 accordingly (S4). At this time, the control unit 120 operates the purge valve 3 for 10 seconds by controlling the initial duty from 10% to 15% increased by 5%, and accordingly the intake pressure of the MAP sensor 5 for 10 seconds Measure the signal fs.

제어부(120)는 퍼지밸브(3)의 작동시간이 10초를 경과하면(S5; 예), 측정된 흡기압력 신호(fs)를 저주파 통과 필터(LPF)를 통해 처리하여 노이즈를 제거하고 직류값으로 변환한다(S6).When the operation time of the purge valve 3 elapses after 10 seconds (S5; Yes), the control unit 120 processes the measured intake pressure signal fs through a low-pass filter (LPF) to remove noise and a DC value. to (S6).

제어부(120)는 상기 직류값으로 변환된 흡기압력 신호(fs)를 MAP 센서(5)의 1회 측정 테이블(MAP_table(1))에 저장하고(S7), 퍼지밸브 작동횟수(n)를 1회 카운트하여 누적한다(S8). The control unit 120 stores the intake pressure signal fs converted into the DC value in the one-time measurement table (MAP_table(1)) of the MAP sensor 5 (S7), and sets the number of purge valve operation (n) to 1 The number of times is counted and accumulated (S8).

제어부(120)는 누적된 퍼지밸브 작동횟수(n)가 목표횟수(10회)를 충족하지 않으면(S9; 아니오), 상기 S4 단계로 돌아가 퍼지밸브(3)의 듀티(duty)을 5%씩 증대시키면서 그에 따른 MAP 센서(5)의 흡기압력 신호(fs)를 측정하는 과정을 목표 횟수(10회)까지 반복한다.If the accumulated purge valve operation number (n) does not meet the target number (10 times) (S9; No), the control unit 120 returns to step S4 and increases the duty of the purge valve 3 by 5%. While increasing, the process of measuring the intake pressure signal fs of the MAP sensor 5 is repeated up to a target number of times (10 times).

이후, 제어부(120)는 누적된 퍼지밸브 작동횟수(n)가 목표횟수(10회)를 충족하면(S9; 예), 1회에서부터 10회에 걸쳐 10초 간격(주기)으로 측정된 흡기압력 신호(fs)에 각각의 횟수 별 퍼지밸브 작동 주파수에 해당하는 기준 주파수 신호(fr)를 곱하고(S10), 곱해진 흡기압력 신호를 저주파 통과 필터(low pass filter)를 통해 처리하여 직류값으로 변환한다(S11).Thereafter, when the accumulated purge valve operation number (n) meets the target number (10 times) (S9; Yes), the control unit 120 controls the intake pressure measured at 10-second intervals (period) from once to 10 times. The signal fs is multiplied by the reference frequency signal fr corresponding to the purge valve operating frequency for each number of times (S10), and the multiplied intake pressure signal is processed through a low pass filter to convert it into a DC value. do (S11).

제어부(120)는 10회 측정된 흡기압력 신호의 직류값에 대한 평균값을 계산하고(S12), 정상상태의 MAP 센서(5)의 기준값과 상기 평균값을 비교 하여 흡기압력 변화에 따른 응답 비율(ratio)을 산출한다(S13).The control unit 120 calculates an average value of the DC value of the intake pressure signal measured 10 times (S12), compares the average value with the reference value of the MAP sensor 5 in a steady state, and responds to the change in intake pressure ratio (ratio) ) is calculated (S13).

이 때, 제어부(120)는 상기 산출된 응답 비율(ratio)이 퍼지라인(PL)의 고장진단을 위해 설정된 임계치(0.5)를 초과하면(S14; 예), 퍼지라인(PL)을 정상으로 판단(S15)하고 진단을 종료한다.At this time, when the calculated response ratio exceeds the threshold value 0.5 set for fault diagnosis of the purge line PL (S14; Yes), the controller 120 determines that the purge line PL is normal. (S15) and the diagnosis is finished.

반면, 제어부(120)는 상기 산출된 응답 비율(ratio)이 상기 임계치(0.5) 이하이면(S14; 아니오), 상기 퍼지라인(PL)에 막힘이 발생된 것으로 판단하여 클러스터(표시장치)를 통해 표시하여 알람 한다(S16).On the other hand, if the calculated response ratio is less than or equal to the threshold value (0.5) (S14; No), the control unit 120 determines that the purge line PL is clogged and transmits it through the cluster (display device). Display and alarm (S16).

이때, 제어부(120)는 상기 퍼지라인 진단 시 5% 증대된 제어신호를 인가한 후 퍼지밸브(3)로부터 응답되는 작동정보가 미수신(누락) 되거나 상기 5% 증대된 제어가 미반영된 경우 퍼지밸브(3)의 고장으로 진단하여 고장 원인을 표시할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 퍼지밸브(3)로부터 응답된 작동정보에 상기 5% 증대된 제어가 정상 반영된 경우 퍼지라인(PL)의 막힘으로 진단하여 고장 원인을 표시할 수 있다.At this time, the control unit 120 applies the control signal increased by 5% during the diagnosis of the purge line, and then the operation information responded from the purge valve 3 is not received (missed) or the control increased by 5% is not reflected. It is possible to diagnose the failure of (3) and display the cause of the failure. In addition, when the 5% increase in control is normally reflected in the operation information answered from the purge valve 3 , the controller 120 may diagnose the purge line PL as clogging and display the cause of the failure.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 차량에 연료탱크 압력센서와 같은 하드웨어 추가 없이 기존 흡기 매니폴드에 장착된 흡기압력 센서(MAP)를 이용한 소프트웨어적인 퍼지라인 진단 기능을 제공함으로써 원가를 절감과 동시에 제품성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As such, according to an embodiment of the present invention, a software purge line diagnosis function using an intake air pressure sensor (MAP) mounted on an existing intake manifold is provided without adding hardware such as a fuel tank pressure sensor to the vehicle, thereby reducing costs and reducing costs. At the same time, it has the effect of improving product performance.

또한, 기존의 압력센서 미장착 차량에도 간단한 소프트웨어 업그레이드를 통해 퍼지라인 진단 기능을 제공함으로써 제품성 및 고객만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to improve product quality and customer satisfaction by providing a purge line diagnosis function through a simple software upgrade to vehicles not equipped with an existing pressure sensor.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiment of the present invention is not implemented only through the apparatus and/or method described above, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium in which the program is recorded, etc. Also, such an implementation can be easily implemented by an expert in the technical field to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present invention are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. is within the scope of the right.

1: 연료탱크 2: 캐니스터
3: 퍼지밸브 4: 서지탱크
5: MAP 센서 6: 에어클리너
7: 과급기 8: 인터쿨러
9: 부스트 센서 10: 스로틀 밸브
11: 냉각수온 센서 12: 대기압력 센서
100: 퍼지라인 진단 시스템 110: 상태정보 검출부
120: 제어부1: fuel tank 2: canister
3: Purge valve 4: Surge tank
5: MAP sensor 6: Air cleaner
7: Supercharger 8: Intercooler
9: boost sensor 10: throttle valve
11: coolant temperature sensor 12: atmospheric pressure sensor
100: fuzzy line diagnostic system 110: status information detection unit
120: control unit

Claims (17)

차량의 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 포집하는 캐니스터;
상기 캐니스터와 흡기 매니폴드의 서지탱크를 연결하는 퍼지라인(PL)에 설치되며 인가되는 제어신호에 따라 상기 증발가스를 상기 흡기 매니폴드로 공급하거나 차단하는 퍼지밸브;
상기 서지탱크에 설치되어 상기 흡기 매니폴드로 공급되는 흡기압력을 측정하는 MAP(Manifold Absolute Pressure) 센서; 및
퍼지라인 진단 모드에 진입하면 일정 시간을 주기로 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)을 일정 단위씩 증대시키고 상기 퍼지밸브의 듀티 변화에 따른 상기 MAP 센서의 흡기압력 변화를 모니터링하여 상기 퍼지라인의 고장여부를 진단하는 제어부;
를 포함하는 차량의 퍼지라인 진단 시스템.a canister for collecting boil-off gas generated from the vehicle's fuel tank;
a purge valve installed on a purge line (PL) connecting the canister and the surge tank of the intake manifold and supplying or blocking the boil-off gas to the intake manifold according to an applied control signal;
a manifold absolute pressure (MAP) sensor installed in the surge tank to measure the intake air pressure supplied to the intake manifold; and
When entering the purge line diagnosis mode, the duty of the purge valve is increased by a certain unit at a certain period of time and the intake pressure change of the MAP sensor according to the duty change of the purge valve is monitored to determine whether the purge line is faulty. a control unit for diagnosis;
A vehicle purge line diagnostic system comprising a. 제1항에 있어서,
상기 차량의 운행에 따른 부스트 압력 센서, 냉각수온 센서, 대기압력 센서, MAP 센서 및 퍼지밸브 중 적어도 하나로부터 퍼지라인 진단에 필요한 상태정보를 검출하는 상태정보 검출부를 더 포함하는 차량의 퍼지라인 진단 시스템.According to claim 1,
A purge line diagnosis system for a vehicle further comprising a state information detector configured to detect state information necessary for diagnosing a purge line from at least one of a boost pressure sensor, a coolant temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, a MAP sensor, and a purge valve according to the operation of the vehicle . 제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 상태정보를 토대로 상기 퍼지밸브가 작동하는 조건을 충족하는 경우에 상기 퍼지라인 진단 모드를 활성화하되, 부스팅 작동 구간이나 냉각수 온도가 일정온도 이하이면 상기 퍼지라인 진단 모드 진입을 제한하는 차량의 퍼지라인 진단 시스템.3. The method of claim 2,
the control unit
A purge line of a vehicle that activates the purge line diagnostic mode when a condition for operating the purge valve is satisfied based on the status information, but restricts entry into the purge line diagnostic mode when the boosting operation section or the coolant temperature is below a certain temperature diagnostic system. 제3항에 있어서,
상기 제어부는
상기 퍼지밸브의 듀티(duty)가 설정 기준치 이상의 작동 조건을 충족하는 경우에만 상기 퍼지라인 진단 모드를 시작하는 차량의 퍼지라인 진단 시스템.4. The method of claim 3,
the control unit
A purge line diagnosis system for a vehicle that starts the purge line diagnosis mode only when the duty of the purge valve satisfies an operating condition greater than or equal to a set reference value. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 퍼지밸브의 듀티(duty) 증대에 따른 상기 MAP 센서의 흡기압력 신호(fs)를 측정하는 과정을 목표 횟수까지 반복하는 차량의 퍼지라인 진단 시스템.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
the control unit
A purge line diagnosis system for a vehicle that repeats the process of measuring the intake air pressure signal fs of the MAP sensor according to an increase in the duty of the purge valve up to a target number of times. 제5항에 있어서,
상기 퍼지밸브는
상기 제어부의 제어에 따른 작동 듀티(duty)를 상기 일정 단위씩 증대하여 작동하고 그에 따른 작동정보를 상기 제어부로 응답하는 차량의 퍼지라인 진단 시스템.6. The method of claim 5,
The purge valve is
A purge line diagnosis system for a vehicle that operates by increasing an operation duty according to the control of the controller by the predetermined unit, and responds to the operation information according to the operation to the controller. 제5항에 있어서,
상기 제어부는
상기 목표 횟수까지 측정된 상기 흡기압력 신호(fs)에 각각의 횟수 별 퍼지밸브 작동 주파수에 해당하는 기준 주파수 신호(fr)를 곱하고, 저주파 통과 필터(low pass filter, LPF)를 통해 신호 처리하여 직류값으로 변환하는 차량의 퍼지라인 진단 시스템.6. The method of claim 5,
the control unit
The intake pressure signal (fs) measured up to the target number of times is multiplied by a reference frequency signal (fr) corresponding to the purge valve operating frequency for each number, and the signal is processed through a low pass filter (LPF) to direct direct current A vehicle's fuzzy line diagnostic system that converts values into values. 제7항에 있어서,
상기 제어부는
상기 직류값으로 변환된 값들의 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 정상상태에서 측정된 흡기압력 신호의 기준값과 비교하여 상기 흡기압력 변화에 따른 응답 비율(ratio)을 산출하는 차량의 퍼지라인 진단 시스템.8. The method of claim 7,
the control unit
A purge line diagnosis system for a vehicle that calculates an average value of the values converted into the DC value, and calculates a response ratio according to the change in intake pressure by comparing the average value with a reference value of an intake pressure signal measured in a steady state. 제8항에 있어서,
상기 제어부는
상기 응답 비율(ratio)이 설정된 고장진단 임계치 이상이면 퍼지라인(PL)을 정상으로 판정 하고, 상기 임계치 미만이면 퍼지라인(PL)에 막힘 고장이 발생한 것으로 판정하는 차량의 퍼지라인 진단 시스템.9. The method of claim 8,
the control unit
A purge line diagnosis system for a vehicle that determines that the purge line PL is normal when the response ratio is greater than or equal to a set fault diagnosis threshold, and determines that a clogging failure has occurred in the purge line PL when it is less than the threshold. 차량의 퍼지라인 진단 시스템이 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 포집하는 캐니스터와 흡기 매니폴드의 서지탱크를 연결하는 퍼지라인(PL)의 상태를 진단하는 방법에 있어서,
a) 퍼지라인 진단 모드에 진입하면 차량의 상태정보로 수집된 MAP(Manifold Absolute Pressure) 센서의 흡기압력 신호(fs)와 퍼지라인(PL)에 설치된 퍼지밸브의 듀티(duty)를 초기값으로 저장하는 단계;
b) 일정 시간을 주기로 목표 횟수까지 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)을 일정 단위씩 증대시키면서 상기 퍼지밸브의 듀티(duty) 변화에 따른 상기 MAP 센서의 흡기압력 신호(fs)를 수집하는 단계;
c) 상기 목표 횟수로 측정된 상기 흡기압력 신호(fs)에 각각의 횟수 별 퍼지밸브 작동 주파수에 해당하는 기준 주파수 신호(fr)를 곱하고, 곱해진 흡기압력 신호(fs)를 저주파 통과 필터를 통해 처리하여 직류값으로 변환하는 단계; 및
d) 상기 목표 횟수 별 흡기압력 신호(fs)의 직류값에 대한 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 정상상태에서 측정된 흡기압력 신호의 기준값과 비교하여 흡기압력 변화에 따른 상기 퍼지라인의 고장여부를 진단하는 단계;
를 포함하는 차량의 퍼지라인 진단 방법.A method for diagnosing the state of a purge line (PL) connecting a canister that collects boil-off gas generated from a fuel tank and a surge tank of an intake manifold by a purge line diagnosis system of a vehicle,
a) When entering the purge line diagnosis mode, the intake pressure signal (fs) of the manifold absolute pressure (MAP) sensor collected as vehicle status information and the duty of the purge valve installed in the purge line (PL) are stored as initial values. to do;
b) collecting the intake air pressure signal fs of the MAP sensor according to the duty change of the purge valve while increasing the duty of the purge valve by a predetermined unit up to a target number of times in a predetermined period;
c) The intake pressure signal (fs) measured the target number of times is multiplied by a reference frequency signal (fr) corresponding to the purge valve operating frequency for each number, and the multiplied intake pressure signal (fs) is passed through a low-pass filter converting to a DC value by processing; and
d) The average value of the direct current value of the intake pressure signal fs for each target number is calculated, and the average value is compared with the reference value of the intake pressure signal measured in the steady state to determine whether the purge line has failed due to the intake pressure change. diagnosing;
A vehicle purge line diagnosis method comprising a. 제10항에 있어서,
상기 a) 단계 이전에,
a-1) 차량의 운행에 따른 부스트 압력, 대기압력, 냉각수온, 흡기압력 및 퍼지밸브 작동정보 중 적어도 하나를 포함하는 상태정보를 수집하는 단계; 및
a-2) 상기 상태정보를 토대로 상기 퍼지밸브가 작동상태인 진입 조건 충족하면 상기 퍼지라인 진단 모드를 시작하는 단계;
를 포함하는 차량의 퍼지라인 진단 방법.11. The method of claim 10,
Before step a),
a-1) collecting status information including at least one of boost pressure, atmospheric pressure, coolant temperature, intake pressure, and purge valve operation information according to vehicle operation; and
a-2) starting the purge line diagnosis mode when an entry condition in which the purge valve is in an operating state is satisfied based on the status information;
A vehicle purge line diagnosis method comprising a. 제11항에 있어서,
상기 a-2) 단계는,
작동중인 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)가 설정된 기준치 이상인 조건을 더 충족하는 경우에만 상기 퍼지라인 진단 모드를 시작하는 차량의 퍼지라인 진단 방법.12. The method of claim 11,
Step a-2) is,
A method for diagnosing a purge line of a vehicle in which the purge line diagnosis mode is started only when the duty of the operating purge valve further satisfies a condition greater than or equal to a set reference value. 제10항에 있어서,
상기 b) 단계는,
10초 간격을 주기로 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)을 5% 단위씩 증대시키면서 총10회까지 상기 퍼지밸브의 듀티(duty) 변화에 따른 상기 MAP 센서의 흡기압력 신호(fs)를 측정하는 차량의 퍼지라인 진단 방법.11. The method of claim 10,
Step b) is,
A vehicle that measures the intake pressure signal fs of the MAP sensor according to the duty change of the purge valve up to 10 times while increasing the duty of the purge valve by 5% units at intervals of 10 seconds. How to diagnose a fuzzy line. 제10항에 있어서,
상기 b) 단계는,
10초 간격을 주기로 상기 퍼지밸브의 듀티(duty)을 10% 단위씩 증대시키면서 총6회 제어하거나 20% 단위씩 증대시키면서 총3회 제어하여 상기 퍼지밸브의 듀티(duty) 변화에 따른 상기 MAP 센서의 흡기압력 신호(fs)를 측정하는 차량의 퍼지라인 진단 방법.11. The method of claim 10,
Step b) is,
The MAP sensor according to the duty change of the purge valve by controlling the duty of the purge valve by 10% units at intervals of 10 seconds and controlling it a total of 6 times or increasing it by 20% units for a total of 3 times. A vehicle purge line diagnosis method that measures the intake pressure signal (fs) of 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 b) 단계는,
b-1) 초기값으로 저장된 퍼지밸브의 듀티(duty)을 일정 단위 증대하여 작동하고 그에 따른 흡기압력 신호(fs)를 측정하는 단계;
b-2) 상기 일정 시간 동안 측정된 흡기압력 신호(fs)를 저주파 통과 필터(LPF)를 통해 처리하여 노이즈를 제거하고 직류값으로 변환하는 단계;
b-3) 상기 직류값으로 변환된 흡기압력 신호(fs)를 1회 측정 테이블에 저장하고, 퍼지밸브 작동횟수(n)를 1회 카운트하여 누적하는 단계; 및
b-4) 상기 누적된 퍼지밸브 작동횟수(n)가 상기 목표 횟수를 충족할 때 까지 상기 b-1) 단계 내지 상기 b-3) 단계를 반복 하는 단계;
를 포함하는 차량의 퍼지라인 진단 방법.15. The method according to any one of claims 10 to 14,
Step b) is,
b-1) increasing the duty (duty) of the purge valve stored as an initial value by a predetermined unit and operating the operation and measuring the intake air pressure signal fs accordingly;
b-2) processing the intake pressure signal (fs) measured for the predetermined time through a low-pass filter (LPF) to remove noise and convert it into a DC value;
b-3) storing the intake pressure signal fs converted into the DC value in a measurement table once, and counting and accumulating the number of purge valve operation times (n) once; and
b-4) repeating steps b-1) to b-3) until the accumulated number of purge valve operation (n) meets the target number;
A vehicle purge line diagnosis method comprising a. 제 15항에 있어서,
상기 d) 단계는,
상기 평균값을 정상상태에서 측정된 흡기압력 신호의 기준값과 비교하여 흡기압력 변화에 따른 응답 비율(ratio)을 산출하는 단계; 및
상기 응답 비율(ratio)이 퍼지라인(PL)의 고장진단을 위해 설정된 임계치 이하이면 상기 퍼지라인(PL)의 막힘 고장이 발생된 것으로 판단하여 표시장치를 통해 알람하는 단계;
를 포함하는 차량의 퍼지라인 진단 방법.16. The method of claim 15,
Step d) is,
calculating a response ratio according to a change in intake pressure by comparing the average value with a reference value of an intake pressure signal measured in a steady state; and
determining that a clogging failure of the purge line PL has occurred and alarming through a display device when the response ratio is less than or equal to a threshold set for fault diagnosis of the purge line PL;
A vehicle purge line diagnosis method comprising a. 제16항에 있어서,
상기 알람하는 단계는,
상기 듀티(duty)을 증대시키는 제어신호를 인가한 후 상기 퍼지밸브로부터 응답되는 작동정보가 미수신 되거나 상기 증대 제어가 미반영된 경우 상기 퍼지밸브의 고장으로 진단하여 고장 원인을 표시하는 단계; 또는
상기 퍼지밸브로부터 응답된 작동정보에 상기 증대시키는 제어가 정상 반영된 경우 상기 퍼지밸브의 정상 및 퍼지라인(PL)의 막힘을 진단하여 고장 원인을 표시하는 단계;
를 포함하는 차량의 퍼지라인 진단 방법.17. The method of claim 16,
The alarming step is
diagnosing a failure of the purge valve and displaying a cause of the failure when the operation information responsive from the purge valve is not received or the increase control is not reflected after applying the control signal for increasing the duty; or
displaying a failure cause by diagnosing the normality of the purge valve and blockage of the purge line (PL) when the increasing control is normally reflected in the operation information responded from the purge valve;
A vehicle purge line diagnosis method comprising a.
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