KR100633339B1 - 연료 탱크의 리크 진단 방법 - Google Patents

Abstract

연료 탱크 내의 리크 판정을 정확하게 산출하기 위한 연료 탱크의 리크 진단 방법이 개시되어 있다. 일반적인 연료 탱크의 누설 크기 연산은 1회 실시하게 되고, 이때 연료가 고 휘발성 특성을 가지는 경우 실제 리크 크기보다 연산된 리크의 크기가 큰 경우가 종종 발생하였다. 따라서 기존 방법으로 연료 탱크 시스템의 누설 판정을 정확하게 할 수 없는 문제점이 종종 발생하였다. 본 발명에 의하면, 연료 탱크 내의 리크 진단을 소정 회 수행한 후 진단 횟수 대 에러 발생 횟수의 비인 에러 진단율을 산출하고, 이 산출된 에러 진단율이 설정치 이상인 경우 연료 탱크의 리크 발생을 최종 판정함으로써, 연료 탱크 내의 리크 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

자동차, 연료 탱크, 리크 진단, 에러 진단율

Description

연료 탱크의 리크 진단 방법{METHOD FOR DIAGNOSING LEAK OF FUEL TANK }

도 1은 본 발명에 따른 연료 탱크의 리크 진단 방법이 적용되는 엔진 전자 제어 장치의 구성을 보인 도이다.

도 2는 본 발명에 따른 연료 탱크의 리크 진단 과정을 보인 플로우챠트이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

11 : 흡입관 12 : 서지 탱크

13 : 엔진 14 : 스로틀 밸브

15 : 연료 탱크 16 : 배출관

17 : 캐니스터 18 : 캐니스터 퍼지 밸브

19 : 공기 공급관 20 : 캐니스터 차단 밸브

21 : 공기 배출관 22 : 필터

23 : 레벨 센서 24 : 온도 센서

25 : 압력 센서 26 : 엔진 전자 제어기

본 발명은 연료 탱크의 리크 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료 탱크의 리크 진단 결과에 대한 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

일반적인 자동차는 연료 탱크, 연료 탱크의 적소에 의하여 공기압을 체크한 후 전기적인 신호를 발생하는 압력 센서, 상기 압력 센서에서 검출된 감지 신호에 따라 퍼지 시스템의 전체 동작을 제어하는 엔진 전자 제어기, 상기 연료 탱크에서 발생되어 배출관을 통해 유입되는 연료 증발 가스를 포집하여 대기중으로 방출하는 것을 방지하기 위한 캐니스터, 상기 엔진 전자 제어기의 제어 신호에 의해 구동하여 캐니스터에서 발생되어 공급관을 통해 유입되는 연료 가스를 제어하는 퍼지 제어 밸브, 상기 퍼지 제어 밸브에서 발생되어 배출관을 통해 유입되는 연료 가스를 엔진에 균등하게 분배하여 유입하는 서지 탱크로 이루어진다. 여기서, 상기 캐니스터는 연료 탱크(20) 안의 증발 가스를 저장하는 곳이며 탄소로 구성된 활성탄으로 가등 채워져 있다.

엔진에 시동을 걸면, 연료 탱크에서 발생된 연료 증발 가스가 호스를 통해 캐니스터에 유입되고, 이 연료 증발 가스가 유입된 캐니스터는 솔레노이드 밸브에 의해 유입된 연료 가스를 포집하여 연료 호스를 통해 퍼지 제어 밸브로 유입한다. 상기 퍼지 제어 밸브는 상기 엔진 전자 제어기의 제어 신호에 의해 구동되어 상기 유입된 연료 가스를 배기구를 통해 서지 탱크로 유입하게 되고, 상기 서지 탱크는 유입된 연료 가스를 균등하게 분배하여 엔진의 연소실로 유입한다.

한편 엔진 전자 제어기는 퍼지 시스템의 누설 여부를 검진하는 단계를 거치는 데 이는 엔진이 공회전 상태에서 캐니스터 차단 벨브를 닫아 퍼지 시스템 전체 를 외부 대기압과 밀폐시키면 연료 탱크 내부는 진공이 형성되고 일정 시간동안 진공 상태가 형성된 후 엔진 전자 제어기는 퍼지 제어 밸브를 제어하여 닫아주고 연료 탱크 내의 압력 변화를 체크하게 된다. 이 압력 변화를 엔진 전자 제어기가 계산하여 퍼지 시스템의 누설 여부를 판정하는데 이때 연료 탱크 압력 센서가 압력을 감지하는 역할을 한다. 따라서 전자 제어기가 이 누설 검진단계를 체크하기 전에 압력 센서가 정상인지 아닌지의 고장 유무를 사전에 먼저 판단할 필요가 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 퍼지 시스템의 이상 유무를 감지하기 위한 부품 중 하나는 연료 탱크내의 압력을 감지는 압력 센서이며, 상기 압력 센서는 통상의 센서 소자인 다이어 프램으로 구비되며, 연료 탱크 안의 압력은 다이오 프램의 위쪽 방향을 작용하고, 대기압은 반대 방향으로 작용한다. 이 다이어 프램의 편향은 압력 차이에 의해 감지된다. 예를 들어 연료 탱크내의 압력이 통상 대기압인 경우 압력 센서는 2.5V의 감지 신호를 출력하고, 대기압 보다 부압인 경우 2.5V 이하의 감지 신호를, 가입인 경우 2.5V 이상이 감지 신호를 출력한다.

연료 탱크내의 압력 센서의 고장 유무는 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.

즉, 상기 압력 센서의 감지 신호는 통상 0V-5V 사이의 값을 가지며, 상기 압력 센서의 전원 공급 선인 5V 또는 12V의 단락 시 엔진 전자 제어기는 5V의 압력 센서의 감지 신호가 입력되고, 전원 접지 선의 단락 시 엔진 전자 제어기에는 0V의 입력 센서의 감지 신호가 입력된다. 그러므로, 감지 신호가 4.8V 이상이거나 0.3V 이하인 상태로 소정 시간(통상 10초) 동안 엔진 전자 제어기에 입력되는 경우 엔진 전자 제어기는 상기 압력 센서의 고장으로 판단한다.

한편, 연료 탱크 내의 압력이 통상 대기압인 경우 압력 센서는 2.5V의 감지 신호를 출력하고, 대기압 보다 부압인 경우 2.5V 이하의 감지 신호를, 가입인 경우 2.5V 이상이 감지 신호를 출력하도록 구비되어 있으나, 주행중 일정한 감지 신호가 엔진 전자 제어기에 입력되는 경우 엔진 전자 제어기는 고정된 감지 신호(STUCK SIGNAL)라 판정하여 상기 압력 센서의 고장으로 판단한다.

또한, 자동차의 일정 시간 주행한 후 정지한 경우 상기 압력 센서의 감지 신호가 노이즈 신호로 엔진 전자 제어기에 입력되는 경우, 상기 엔진 전자 제어기는 압력 센서의 감지 신호를 노이즈 신호로 판정하여 압력 센서의 고장으로 판단한다.

그런데, 엔진 전자 제어기는 연료 탱크 내의 압력이 대기압으로 압력센서의 신호가 2.5V 를 중심으로 +/- 0.2V에 존재할 때 연료 탱크 내의 누설(리크)을 감지한다.즉, 차량의 주행이 시작한 후 정지되는 동안 연료 탱크 내의 가스를 퍼지하게 되고, 주행 중 퍼지 밸브를 제어를 통해 연료 탱크 내의 압력을 감소시키고, 이후 압력 상승폭을 측정하여 연료 탱크의 리크 크기를 연산하였다.

이러한 일반적인 연료 탱크의 누설 크기 연산을 엔진 진행 중 1회 실시하게 되면, 이때 연료가 고 휘발성 특성을 가지는 경우 실제 리크 크기보다 연산된 리크의 크기가 큰 경우가 종종 발생하였다. 따라서 기존 방법으로 연료 탱크 시스템의 누설 판정을 정확하게 할 수 없는 문제점이 종종 발생하였다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발 명은 연료 탱크 내의 리크 진단을 소정 회 수행한 후 진단 횟수 대 에러 발생 횟수의 비인 에러 진단율을 산출하고, 이 산출된 에러 진단율이 설정치 이상인 경우 연료 탱크의 리크 발생을 최종 판정함으로써, 연료 탱크 내의 리크 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 연료 탱크의 리크 진단 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 탱크의 리크 진단 방법은

a) 연료 탱크 내의 리크 진단 조건을 만족하는 지를 체크하고, 연료 탱크의 리크 진단 조건이 만족하는 경우 연료 탱크 내의 리크 크기를 연산하는 단계;

b) 상기 a) 단계의 진단 카운터를 증가시킨 후 연산된 리크 크기가 미리 설정된 허용치 이상인 지를 체크하여 리크 크기가 허용치 이상인 경우 에러 카운터를 증가시키는 단계;

c) 엔진이 정지되었는 지를 체크하고, 엔진이 정지되지 않은 경우 상기 b) 단계의 진단 카운터가 미리 설정된 소정치 이상인 지를 체크하고, 상기 진단 카운터가 상기 소정치 이상인 경우 상기 a)를 통해 산출된 진단 카운터의 횟수와 상기 b) 단계의 에러 카운터의 횟수를 통해 에러 진단율을 산출하는 단계; 및

d) 상기 c) 단계를 통해 산출된 에러 진단율을 설정치와 비교하고 비교 결과에 따라 연료 탱크의 리크 발생을 판정하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 c) 단계의 에러 진단율은 상기 진단 카운터의 수와 에러 카운터의 수의 비로 연산하는 것을 특징으로 한다.

상기 c) 단계의 소정치는 5회인 것을 특징으로 하고, 상기 d) 단계의 설정치는 50%인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 연료 탱크 내의 리크 진단을 소정 회 수행한 후 진단 횟수와 에러 발생 횟수의 비인 에러 진단율을 산출하고, 이 산출된 에러 진단율이 설정치 이상인 경우 연료 탱크의 리크 발생을 최종 판정함으로써, 연료 탱크 내의 리크 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 연료 탱크의 리크 진단 방법이 적용되는 엔진제어장치의 구성을 보인 도이다. 본 발명에 따른 엔진 제어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 흡기관(11)에 의해 서지 탱크(12)를 통하여 엔진(13)의 흡기 포토에 연결되어 있다. 상기 흡기관(11)에는 스로틀 밸브(14)가 설치된다. 연료 탱크(15)는 배출관(16)을 통해 캐니스터(17)가 연결되고, 이 캐니스터(17)는 퍼지 제어 밸브(18)를 구비한 공급관(19)을 통해 흡기관(11)에 연결되는 동시에 캐니스터 차단 밸브(20)를 구비한 배출관(21)이 연결된다. 이 배출관(21)의 선단 부에는 필터(22)가 부착된다. 또한 이 캐니스터(17)는 연료 탱크(15)내에서 발생된 증발 가스(HC 등의 유해물질)를 일시적으로 저장한 후 엔진(13)의 운전 중에 부합에 의해 흡기관(11)에 흡입시키는 것이다. 그러므로, 연료 탱크(15), 배출관(16), 캐니스터(17), 공급관(19), 및 배출관(21) 순으로 상기 연료 가스의 증발 경로가 형성된다.

또한, 연료 탱크(15)에는 연료 잔량을 감지하는 잔량 감지 수단으로 레벨 센서(23)와 연료 온도를 검출하는 온도 센서(24)와 증발 경로내의 압력을 검출하는 압력 센서(25)가 설치되어 있으며, 각 센서들(23, 24, 및 25)은 엔진 전자 제어기(26)에 접속되고, 엔진 전자 제어기(26)는 각 센서들로부터 입력되는 감지 신호에 따라 연료 분사, 점화 시기 및 아이들 공기량을 조절하여 엔진을 최적의 상태로 제어하고, 자동차의 각 부품의 고장 여부를 판정한다. 이때 상기 각 부품의 고장 여부는 시각적 또는 청각적으로 운전자에게 인식된다.

상기 본 발명의 실시 예에서 연료 탱크의 리크 크기는, 상기 퍼지 제어 밸브(18)가 열려 있으며 서지 탱크(12)의 진공으로 인해 연료 탱크(15) 내의 부압을 형성하고, 소정 시간 경과 후 퍼지 제어 밸브를 닫은 후 연료 탱크(15) 내의 압력 상승분을 통해 산출된다.

상기와 같은 연료 탱크의 리크 진단을 위한 조건은 다음과 같다.

우선, 차량이 정지된 상태이고, 베터리 전압이 10V 이상 16V이하이며, 엔진의 정상적으로 연소되고, 대기압이 750hPa 이상이며, 캐니스터 내의 잔여 가스가 0.38이하이고, 냉각수 온도가 50이상 142도씨 이하이고, 대기 온도가 -8도씨 이상 62도씨 이하이며, 연료 레벨이 80%이하이며, 연료 탱크 압력이 -11hPa 이상 4hPa이하이며, 기타 센서 들의 에러가 발생되지 않는 경우 연료 탱크의 진단을 실행한다.

도 2는 본 발명에 따른 연료 탱크의 리크 진단 과정을 보인 플로우 챠트로서, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 연료 탱크의 리크 진단 과정을 설명한다.

우선, 상기 엔진 전자 제어기(26)는 현재 차속, 배터리 전압, 엔진 제어, 대기압, 캐니스터 내의 잔여 가스양, 냉각수 온도, 연료 레벨, 퍼지 밸브 제어, 연료 탱크 내의 압력값을 수신하여(단계 101) 연료 탱크(15) 내의 리크 진단 조건을 만 족하는 지를 체크하고(단계 103), 연료 탱크의 리크 진단 조건이 만족하는 경우 연료 탱크 내의 리크 크기를 연산한다(단계 105). 여기서, 상기 연료 탱크 내의 리크 진단 및 리크 크기 연산 과정을 통상적인 과정이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

상기 엔진 전자 제어기(26)는 진단 카운터(T)를 증가하고(단계 107) 상기 단계(107)를 통해 연산된 리크 크기가 미리 설정된 허용치 이상인 지를 체크하며(단계109) 여기서, 상기 리크 크기가 허용치 이상인 경우 에러 카운터(E)를 증가시킨다(단계 111).

또한, 상기 엔진 전자 제어기(26)는 엔진이 정지되었는 지를 체크하고(단계113), 엔진이 정지되지 않은 경우 상기 단계(107)의 진단 카운터가 미리 설정된 소정치(5회) 이상인 지를 체크하고(단계 115), 여기서, 상기 진단 카운터가 상기 소정치(5회) 이상인 경우 단계(117)로 진행한다.

상기 단계(117)는 상기 단계(107)를 통해 산출된 진단 카운터(T)의 횟수와 상기 단계(111)의 에러 카운터(E)의 횟수를 통해 에러 진단율을 연산한다. 여기서, 상기 에러 진단율은 진단 카운터(T)의 수와 에러 카운터(E)의 수의 비이다.

또한, 상기 엔진 전자 제어기(26)는 상기 단계(117)를 통해 연산된 에러 진단율이 설정치(50%)와 비교하고(단계119), 비교 결과 에러 진단율이 설정치를 넘는 경우 연료 탱크(15)의 리크 발생으로 판정하고(단계121), 설정치를 넘지 않는 경우 연료 탱크(15)의 리크 없음으로 판정한다(단계123).

한편, 상기 단계(103)에서 연료탱크의 리크 진단 조건을 만족하지 않은 경우 상기 단계(101)로 진행하고, 상기 단계(109)에서 리크 크기가 허용치 이하인 경우 상기 단계(115)로 진행하며, 상기 단계(113)에서 엔진이 정지된 경우 상기 단계(117)로 진행한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 연료 탱크 내의 리크 진단을 소정 회 수행한 후 진단 횟수와 에러 발생 횟수의 비인 에러 진단율을 산출하고, 이 산출된 에러 진단율이 설정치 이상인 경우 연료 탱크의 리크 발생을 최종 판정함으로써, 연료 탱크 내의 리크 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 싱기한 실시예에 한정되지 아니하며 다만 이하의 특허 청구 범위에 의해 한정되며, 본 발명의 오지를 벗어남이 없이도 당해 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태로 변형될 수 있다.

Claims (5)

1. a) 연료 탱크 내의 리크 진단 조건을 만족하는 지를 체크하고, 연료 탱크의 리크 진단 조건이 만족하는 경우 연료 탱크 내의 리크 크기를 연산하는 단계;

   b) 상기 a) 단계의 진단 카운터를 증가시킨 후 연산된 리크 크기가 미리 설정된 허용치 이상인 지를 체크하여 리크 크기가 허용치 이상인 경우 에러 카운터를 증가시키는 단계;

   c) 엔진이 정지되었는 지를 체크하고, 엔진이 정지되지 않은 경우 상기 b) 단계의 진단 카운터가 미리 설정된 소정치 이상인 지를 체크하고, 상기 진단 카운터가 상기 소정치 이상인 경우 상기 a)를 통해 산출된 진단 카운터의 횟수와 상기 b) 단계의 에러 카운터의 횟수를 통해 에러 진단율을 산출하는 단계; 및

   d) 상기 c) 단계를 통해 산출된 에러 진단율을 설정치와 비교하고 비교 결과에 따라 연료 탱크의 리크 발생을 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 리크 진단 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 연료 탱크의 리크 진단 조건은 차속, 배터리 전압, 엔진 제어, 대기압, 캐니스터 내의 잔여 가스양, 냉각수 온도, 연료 레벨, 퍼지 밸브 제어, 연료 탱크 내의 압력값인 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 리크 진단 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 c) 단계의 소정치는 5회인 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 리크 진단 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 하나에 있어서, 상기 c) 단계의 에러 진단율은 상기 진단 카운터의 수와 에러 카운터의 수의 비로 연산하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 리크 진단 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 d) 단계의 설정치는 50%인 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 리크 진단 방법.

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