KR100428319B1 - 스로틀 포지션 센서의 고장 진단장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

스로틀 포지션 센서의 고장을 진단하는 것으로, TPS의 고장이 검출되는 경우 엔진의 아이들 상태 여러 부하 조건에 의하여 발생될 수 있는 불확실성의 판정을 배제하기 위하여 ISA를 강제 구동시켜 고장 판단을 재 실시하도록 한 것이다.

본 발명은 엔진 회전수, TPS, 대기압을 기준으로 ISA를 통해 유입되는 공기량을 측정한 다음 맵 테이블로 설정하는 과정과, 연소실로 유입되는 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 현재의 조건에 대한 공기량 값의 2배 이하인지를 판단하는 과정과, 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 값의 2배 이하인 상태이면 ISA 강제 구동 모드로 진입하여 ISA 듀티를 50%로 감소시키는 과정과, ISA 듀티 감소 제어후 연소실로 유입되는 공기량을 측정하여 그 감소 비율이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과, 감소 비율이 기준값 이상인 것으로 판정되면 ISA를 통해 유입되는 공기량이 대부분을 차지하는 상태이므로 TPS의 고장으로 판정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스로틀 포지션 센서의 고장 진단장치 및 방법{APPARATUS FOR DIAGNOSIS FAILURE OF THROTTLE POSITION SENSOR AND METHOD THEREOF}

본 발명은 차량의 엔진에서 스로틀 포지션 센서(Thottle Position Sensor ; 이하 'TPS' 라 한다.)의 고장을 진단하는 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 TPS의 고장이 검출되는 경우 엔진의 아이들 상태 여러 부하 조건에 의하여 발생될 수 있는 불확실성의 판정을 배제하기 위하여 ISA(Idle Speed Actuator)를 강제 구동시켜 고장 판단을 재 실시하도록 한 스로틀 포지션 센서의 고장 지단장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진의 가감속 운전 조건의 판독을 위한 스로틀 밸브의 개도율을 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 엔진 제어수단에 제공하는 TPS의 고장 판정은 OBD-1의 항목에 규정되어 있다.

따라서, 종래의 엔진에 적용되고 있는 TPS의 고장 진단 동작은 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 엔진이 시동 온을 유지하는 아이들 상태에서 TPS의 신호를 판독한 다음(S10) 최대 전압(4.5V)으로 설정된 제1기준값과 비교하여 제1기준값 이하의 상태인지를 판단한다(S20).

상기의 비교에서 검출되는 TPS의 출력값이 제1기준값을 초과하는 것으로 판단되면 TPS의 최고 출력값에 고장이 발생한 것으로 판정하여 진단정보를 기록하고(S30), TPS의 출력값이 제1기준값 이하의 상태인 것으로 판단되면 최저 전압(0.3V)으로 설정된 제2기준값과 비교하여 제2기준값 이하의 상태를 유지하는지 판단한다(S40).

상기의 비교에서 TPS의 출력값이 제2기준값 이하의 상태를 유지하는 것으로 판단되면 TPS의 최저 출력값이 고장이 발생한 것으로 판정하여 그에 대한 진단정보를 기록한다(S50).

만약, 상기의 비교에서 검출되는 TPS의 출력값이 상기 제1기준값과 제2기준값의 범위내에 포함되는 것으로 판단되면 TPS는 정상적인 것으로 판단한다(S60).

전술한 바와 같은 종래의 엔진에 적용되는 TPS의 고장 판정방법은 TPS의 신호가 최대/최소값에 도달하기까지는 고장 판정을 하지 못하도록 설정되어 있어 안정 모드의 진입에 문제점을 유발하게 되며, 제조 공정 및 기타의 이유로 인하여 센싱부에 이물질이 들어간 경우 비정상적인 신호에 엔진 제어장치에 그대로 입력되는데, 이 경우 비정상적인 신호의 최대 전압값이 고장 판정 기준값에 도달하지 않아 고장 판정을 수행할 수 없는 단점이 발생한다.

또한, 현재의 엔진 조건은 아이들 상태이나 상기와 같은 문제로 비정상적인 신호가 출력됨으로 인하여 아이들 오프로 판정하게 되며, 아이들 상태에서 아이들 오프로 판정됨에 따라 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 엔진 회전수의 상승을 초래하는 문제점을 발생한다.

즉, 아이들 상태에서 아이들 오프로 판정되는 경우 부분 부하시 점화 시간은 아이들 상태보다 휠씬 진각된 상태를 유지하게 되고, 엔진 회전수를 피드백 제어하지 않으며, 아이들 스피드 액츄에이터의 오픈 듀티 증가에 의해 엔진 회전수의 급상승을 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 TPS의 고장이 판정되는 경우 여러 부하 조건 및 자체의 결합으로 발생될 수 있는 불확실성의 판정을 배제하기 위하여 ISA의 강제 구동을 통한 흡입 공기량의 비교로 TPS의 고장 판정에 신뢰성을 제공하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스로틀 포지션 센서의 고장 진단장치에 대한 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따라 스로틀 포지션 센서의 고장 진단을 수행하는 일 실시예의 흐름도.

도 3은 종래에 차량에서 제공되는 스로틀 포지션 센서의 고장 진단 수행 흐름도.

도 4는 종래의 차량에서 스로틀 포지션 센서의 오진단에 따라 현재의 엔진 조건과 엔진 회전수의 부조화를 도시한 그래프.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 엔진 회전수, TPS, 대기압을기준으로 ISA를 통해 유입되는 공기량을 측정한 다음 맵 테이블로 설정하는 과정과; 연소실로 유입되는 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 현재의 조건에 대한 공기량 값의 2배 이하인지를 판단하는 과정과; 상기에서 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 값의 2배 이하인 상태이면 ISA 강제 구동 모드로 진입하여 ISA 듀티를 50%로 감소시키는 과정과; ISA 듀티 감소 제어후 연소실로 유입되는 공기량을 측정하여 그 감소 비율이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과; 상기에서 감소 비율이 기준값 이상인 것으로 판정되면 ISA를 통해 유입되는 공기량이 대부분을 차지하는 상태이므로 TPS의 고장으로 판정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 스로틀 포지션 센서의 고장 진단장치는, 엔진 회전수 검출부(10)와, 아이들 듀티 검출부(20), 대기압 검출부 (30), 스로틀 검출부(40), 제어부(50), 메모리부(60) 및 표시부(70)로 이루어지는데, 엔진 회전수 검출부(10)는 크랭크 포지션 센서의 정보로부터 엔진 회전수를 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력하고, 아이들 듀티 검출부(20)는 엔진의 아이들 상태에서 액츄에이터 구동에 대한 듀티값을 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력하며, 대기압 검출부(30)는 운행되는 환경에서의 대기압을 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력한다.

스로틀 검출부(40)는 가속 페달의 구동에 따라 연동되는 스로틀 밸브의 개도율 정보를 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력한다.

제어부(50)는 엔진 회전수와 TPS의 신호에 따른 아이들 듀티 및 고지의 영향을 고려한 대기압을 감안하여 ISA를 통해 흡입되는 공기량을 측정하여 맵 테이블로 설정하며, TPS의 고장으로 판정되는 경우 ISA를 강제 구동시켜 흡입되는 공기량과 설정된 맵 테이블값과의 비교를 통해 TPS의 고정 판정을 수행한다.

메모리부(60)는 상기 제어부(50)가 TPS의 고정 판정을 수행하기 위한 맵 테이블 데이터와 TPS의 진단정보가 저장된다.

표시부(70)는 일 예를들어 차량의 인스트루먼트 패널에 설치되는 경고등으로서, 제어부(70)에서 인가되는 제어신호에 따라 TPS의 고정 여부에 대한 정보를 지시하여 준다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성에서 TPS의 고장 판정을 수행하는 동작에 대하여 도 2를 통해 설명하면 다음과 같다.

초기 시동에 의해 초기화가 수행되면 제어부(50)는 검출되는 엔진 회전수의 정보와 스로틀 밸브의 개도율에 따른 아이들 듀티값과 고지의 영향을 고려한 대기압을 기준으로 ISA만을 통해 흡입되는 공기량(Air_ISA)을 측정한 다음 맵 테이블로 설정하여 메모리부(60)의 지정되는 영역에 저장한다(S101).

이후, 제어부(50)는 스로틀 밸브의 개도 변화에 따라 흡입되는 현재의 공기량(Air1)의 정보를 읽어드린 다음(S102), 현재의 공기량(Air1)이 맵 테이블에 설정된 공기량(Air_ISA)의 2배 보다 작은값을 갖는지를 판단한다(S103).

상기에서 판독되는 현재의 공기량(Air1)이 맵 테이블에 설정된 공기량 (Air_ISA)의 2배 보다 작은값을 갖는 것으로 판정되면 스로틀 밸브가 실질적으로개방되어 있는 상태가 아니고, TPS가 여러 가지 부하 조건이나 기타의 이유로 인하여 비정상적인 신호를 출력하는 상태인 것으로 판정하여 ISA(80)의 강제 구동모드로 진입한다(S104).

이후, 제어부(50)는 ISA(80)의 제어듀티를 순간적으로 50% 줄여 ISA(80)를 구동시킨 다음 그 상태에서 흡입되는 공기량을 검출하여 ISA 듀티 변경전에 검출되는 공기량과의 비(△Air)를 검출한다(S105)(S106).

상기에서 ISA 듀티 감소에 따라 검출되는 공기량의 비(△Air)가 설정된 기준값, 바람직하게는 30% 이상인지의 여부를 판단하여(S107) 설정된 기준값 이상으로 판정되면, 연소실에 유입되는 공기량은 ISA를 통해 흡입되는 공기량이 대부분을 차지하는 상태이므로 TPS의 고장으로 판정하여 그에 대한 정보를 메모리부(60)의 지정된 영역에 저장함과 동시에 표시부(80)를 통해 운전자에게 지시하여 준다(S108).

상기 S103에서 판독되는 현재의 공기량(Air1)이 맵 테이블에 설정된 공기량(Air_ISA)의 2배 보다 큰 값을 유지하는 것으로 검출되거나 상기 S107에서 ISA 듀티 감소 제어후 검출되는 공기량이 비(△Air)가 설정된 기준값 이하인 것으로 판정되면 TPS의 정상인 것으로 판정한다(S109).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 TPS의 고장 판정을 수행함에 있어 ISA의 강제 구동을 통해 연소실에 흡입되는 공기량을 실질적으로 확인한 다음 TPS의 고장 여부를 판정하므로 아이들 상태의 여러 부하 조건에 의하여 발생될 수 있는 불확실성의 고정 판정이 배제되어 신뢰성이 제공된다.

Claims (4)

1. 엔진 회전수를 검출하는 수단과;

   엔진의 아이들 상태에서 액츄에이터 구동에 대한 듀티값을 검출하는 수단과;

   운행되는 환경에서의 대기압을 검출하는 수단과;

   스로틀 밸브의 개도율 정보를 검출하는 수단과;

   ISA만을 통해 유입되는 공기량을 측정한 다음 엔진 회전수와 TPS의 신호에 따른 아이들 듀티 및 고지의 영향을 고려한 대기압 등을 고려하여 맵 테이블로 설정하며, ISA를 강제 구동시켜 흡입되는 공기량과 설정된 맵 테이블값과의 비교를 통해 TPS의 고정 판정을 수행하는 제어수단과;

   상기 제어수단의 TPS 고정 판정 수행을 위한 맵 테이블 데이터와 TPS의 진단정보가 저장되는 메모리수단과;

   TPS의 고정 여부에 대한 정보를 지시하는 표시수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀 포지션 센서의 고장 진단장치.
2. 엔진 회전수, TPS, 대기압을 기준으로 ISA를 통해 유입되는 공기량을 측정한 다음 맵 테이블로 설정하는 과정과;

   연소실로 유입되는 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 현재의 조건에 대한 공기량 값의 2배 이하인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 값의 2배 이하인 상태이면ISA 강제 구동 모드로 진입하여 ISA 듀티를 50%로 감소시키는 과정과;

   ISA 듀티 감소 제어후 연소실로 유입되는 공기량을 측정하여 그 감소 비율이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 감소 비율이 기준값 이상인 것으로 판정되면 ISA를 통해 유입되는 공기량이 대부분을 차지하는 상태이므로 TPS의 고장으로 판정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀 포지션 센서의 고장 진단방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기에서 현재의 공기량이 맵 테이블에 설정된 공기량 값의 2배 이상이거나 ISA 듀티 감소 제어후 공기량의 감소 비율이 기준값 이하인 것으로 검출되면 TPS의 정상인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 스로틀 포지션 센서의 고장 진단방법.
4. 제2항에 있어서,

   상기 ISA 듀티 감소 제어후 측정되는 공기량의 감소 비율을 비교하는 기준값은 30%로 설정하는 것을 특징으로 하는 스로틀 포지션 센서의 고장 진단방법.