KR100667419B1

KR100667419B1 - 연료 레벨 센서 고장진단 장치 및 그의 방법

Info

Publication number: KR100667419B1
Application number: KR1020050108179A
Authority: KR
Inventors: 구본창; 육철수; 서봉교; 김치경
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-01-10
Also published as: US7233151B2; US20070108985A1

Abstract

본 발명은 차량의 클러스터측으로부터 전원을 인가받아 연료탱크 내 연료 레벨을 감지하는 연료 레벨 센서간의 연결상태 진단 장치 및 방법으로서, 그 구성은 차량의 연료 레벨 감지를 위해 연료탱크 내 장착되되, 일측으로 전원이 인가되는 제1 연료 레벨 센서와 상기 제1 연료 레벨 센서의 타측과 일측이 직렬 연결되고 타측은 접지 연결되는 제2 연료 레벨 센서; 상기 제1 연료 레벨 센서로 인가되는 전원단에 연결되는 제1 고장 검출단과 상기 제1 연료 레벨 센서와 제2 연료 레벨 센서간의 연결단에 연결되는 제2 고장 검출단; 및 상기 제1,2 고장 검출단 신호를 입력받아 제1,2 연료 레벨 센서간의 연결상태를 진단하는 파워트레인 컨트롤 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

연료, 센서, 고장, 진단

Description

연료 레벨 센서 고장진단 장치 및 그의 방법 {An apparatus and a method for diagnosis trouble of fuel level sensor}

도 1은 본 발명에 따른 연료 레벨 센서 고장진단 장치 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 연료 레벨 센서 연결 구성도.

도 3a ~ 도 3i는 본 발명에 따른 고장 진단 상태표.

도 4는 본 발명에 따른 연료 레벨 센서 고장진단 방법 흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 연료 레벨 센서 고장진단시 특별로직 흐름도.

<도면부호의 설명>

20 클러스터 30 PCU

40 연료탱크 W1 제1 고장검출단

W2 제2 고장검출단 S1 제1 연료레벨센서

S2 제2 연료레벨센서

본 발명은 연료 레벨 센서 고장진단 장치 및 그의 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 안장형 연료탱크 내 구비된 두 레벨 센서간의 와이어의 단선 또는 단락 검출을 위한 연료 레벨 센서 고장진단 장치 및 그의 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 안장형 연료탱크의 경우 연료탱크 내 장착된 레벨 게이지(gauge) 즉, 연료 레벨 센서는 두 개(main,sub)가 구비되어 사용된다.

하지만, 상기 안장형 연료시스템에서 두 레벨 센서를 연결하는 와이어에 대한 정확한 진단이 이루어지지 않아 두 센서간의 와이어의 단선 또는 단락을 검출할 수 없는 문제점을 갖고 있다. 특히, 북미지역의 경우 OBD-2 법규에 의해 연료시스템 내에서 증발가스의 누출(leak) 및 실화(misfire) 진단이 필수적이며, 이를 위해서는 연료 레벨 센서 값이 연료량 진단 등을 위해 필수적으로 요구되므로 연료 레벨 센서간의 와이어 연결상태 진단은 필수적이다.

이에, 본원발명의 출원인은 상기 안장형 연료시스템 내 구비된 두 레벨 센서간의 와이어 연결상태를 진단할 필요성을 느껴 본 제안을 하게 된 것이다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 안장형 연료탱크 내 구비된 두 레벨 센서간의 와이어의 단선 또는 단락 검출을 위해 두 레벨 센서의 연결접점과 PCU를 연결하는 와이어(wire)를 구비한 연료 레벨 센서 고장진단 장치 및 그의 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한, 본 발명에 따른 차량의 클러스터측으로부터 전원을 인가받아 연료탱크 내 연료 레벨을 감지하는 연료 레벨 센서간의 연결상태 진단 장치 구성은,

차량의 연료 레벨 감지를 위해 연료탱크 내 장착되되, 일측으로 전원이 인가되는 제1 연료 레벨 센서와 상기 제1 연료 레벨 센서의 타측과 일측이 직렬 연결되고 타측은 접지 연결되는 제2 연료 레벨 센서;

상기 제1 연료 레벨 센서로 인가되는 전원단에 연결되는 제1 고장 검출단과 상기 제1 연료 레벨 센서와 제2 연료 레벨 센서간의 연결단에 연결되는 제2 고장 검출단; 및

상기 제1,2 고장 검출단 신호를 입력받아 제1,2 연료 레벨 센서간의 연결상태를 진단하는 파워트레인 컨트롤 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구성을 통한 연료 레벨 센서간의 연료상태 진단 방법은,

파워트레인 컨트롤 유닛에서 제1,2 고장 검출단으로부터 인가되는 전압신호를 입력받는 단계;

상기 제1,2 고장 검출단으로부터 인가된 전압신호를 판단한 결과, 제1 설정전압 이상이면 하이 전압(Short to High)으로 진단하며, 제2 설정전압 이하이면 로우 전압(Short to GND)으로 진단하는 단계;

상기 진단 결과에 따라, 연료 레벨 감지를 위한 연료 레벨 센서간의 각 노드의 연결상태를 진단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

본 실시예에 따른 연료 레벨 센서 고장진단 장치 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연료 레벨 센서 고장진단 장치 구성은,

차량의 클러스터(20)측으로부터 전원(Vs)을 인가받아 차량의 연료 레벨 감지를 위해 연료탱크(40) 내 장착되되, 일측으로 전원이 인가되는 제1 연료 레벨 센서(S1)와 상기 제1 연료 레벨 센서(S1)의 타측과 일측이 직렬 연결되고 타측은 접지(GND) 연결되는 제2 연료 레벨 센서(S2);

상기 제1 연료 레벨 센서(S1)로 인가되는 전원단에 연결되는 제1 고장 검출단(W1)과 상기 제1 연료 레벨 센서(S1)와 제2 연료 레벨 센서(S2)간의 연결단에 연결되는 제2 고장 검출단(W2); 및

상기 제1,2 고장 검출단(W1,W2) 신호를 입력받아 제1,2 연료 레벨 센서(S1,S2)간의 연결상태를 진단하는 파워트레인 컨트롤 유닛(PCU)(30)으로 구성된다.

상기의 구성에서, 본 실시예에 따른 제1,2 고장 검출단(W1,W2)은 연료탱크 내 제1,2 연료 레벨 센서(S1,S2)와 PCU(30)간을 연결하는 와이어(wire)로서, 그 신호는 전압값(V1,V2)이다.

상기 제1,2 연료 레벨 센서의 연결 구성은 도 2에 도시된 바와 같이 직렬 연결되며, 파워트레인 컨트롤 유닛(PCU)에서 각 노드(① ~ ⑦)의 고장 진단 방법은 도 3a ~ 3i의 표에 도시된 바와 같다. 상기 고장 진단 방법에 대한 설명에 앞서 도 2에서 하이 전압 즉, Short to High와 로우 전압 즉, Short to GND(or OPEN)에 대해 살펴본다.

상기 Short to High는 고장 검출단(W1,W2)이 배터리 전압과 접지된 상태로서 파워트레인 컨트롤 유닛(PCU)에서는 5V 이상의 전압이 측정되며, Short to GND(or OPEN)는 고장 검출단(W1,W2)이 그라운드(GND)와 접지된 상태이거나 오픈된 상태로서 PCU에서는 0V 이하의 전압이 측정된다.

먼저, 도 3a에서 보는 바와 같이, ①번 노드를 예로 들면 페일 모드는 'Open', 'Short to High' 및 'Short to GND'로 정의할 수 있는데, V1과 V2를 측정해 본 결과 각각 0V로 측정되면 ①번 노드의 페일 모드는 Open 또는 Short to GND 모드로 볼 수 있으며, 그에 따라 제1,2 연료 레벨 센서(S1,S2)는 모두 Short to GND 된다. 한편, V1과 V2를 측정해 본 결과 모두 High V(5V)로 측정되면 제1,2 연료 레벨 센서(S1,S2)는 모두 Short to High 페일 모드로서, Short to Vbatt(인가 전압(V))로 진단한다.

즉, 도 3a ~ 3i의 표에서 보는 바와 같이, V1과 V2를 측정해 본 결과 모두 0V로 측정되는 경우에는 ①번 노드가 Open 또는 Short to GND의 페일 모드인 상태이거나 ②번 노드가 Short to GND의 페일 모드인 상태이거나 ③번 노드가 Short to GND의 페일 모드인 상태로서, 그에 따라 제1,2 연료 레벨 센서(S1,S2)는 모두 Short to GND로 고장 진단하게 된다.

그리고, 도 3e에서 보는 바와 같이, V2만 Short to GND로 진단하는 경우에는 ⑤번 노드가 Open된 경우로서 이때에는 V2만 0V로 측정되고 V1은 ⑤번 노드 상태에 영향을 받지 않는다. 또한, V2는 0V로 측정되고 V1은 0V는 아니지만 비정상적인 값으로 측정되는 경우에는 V2만 Short to GND로 고장 진단한다.

한편, 도 3h에서, Short to Across 페일 모드는 V1과 V2가 같은 값으로 출력되는 상태로서 ②, ④번 노드 모두 쇼트된 상태를 의미하며, 도 3i에서 V1은 0V는 아니지만 비정상적인 값으로 측정되고 V2는 0V로 측정되는 경우에도 ⑥, ⑦번 노드 모두가 쇼트된 상태를 의미한다.

상기에서와 같이, 일반적인 진단은 Short to High 또는 Short to GND(or OPEN)으로 진단이 이루어진다. 이는 도 4의 흐름도에 도시된 바와 같다.

도 4에서 보는 바와 같이, 파워트레인 컨트롤 유닛에서 제1,2 고장 검출단으로부터 인가되는 전압신호를 입력받아 전압값을 판단한다[S1].

상기 S1 단계에서 판단 결과, 측정 전압이 제1 설정전압(5V) 이상이면 하이 전압(Short to High)으로 진단하며, 반면 측정 전압이 제2 설정전압(0V) 이하이면 로우 전압(Short to GND / OPEN)으로 진단한다[S2 ~ S5].

그리고, 상기 진단 결과에 따라, 연료 레벨 감지를 위한 연료 레벨 센서간의 각 노드(도 2 참조)에서의 연결상태를 진단하게 된다.

하지만, 도 3h와 3i에서 살펴 본 바와 같이, 특별한 고장모드에 대응하기 위한 특별로직이 필요하다. 이는 흐름도인 도 5에 도시된 바와 같다.

도 5에서 보는 바와 같이, 파워트레인 컨트롤 유닛에서는 제1,2 고장 검출단 즉, 제1 연료 레벨 센서측으로 인가되는 전압신호(V1)와 제1,2 연료 레벨 센서간의 연결단으로부터 인가되는 전압신호(V2)를 입력받은 후[S10], 상기 제1,2 고장 검출단(W1,W2)으로부터 인가된 전압신호(V1,V2)의 차를 산출 후 저장한다[S20].

상기 S20 단계에서, 인가된 두 전압신호의 차를 산출 및 저장한 후, 차량의 주행으로 인한 연료량 감소여부를 판단한다[S30].

상기 S30 단계에서의 판단 결과, 연료량이 감소된 경우 다시 제1,2 고장 검 출단으로부터 인가되는 두 전압신호(V1,V2)의 차를 산출 후 저장한다[S40].

상기 S40 단계에서, 인가된 두 전압신호의 차를 산출 및 저장한 후에, 상기 S20 단계와 S40 단계에서 산출된 전압차 값이 동일한지 즉, 일정하게 유지되는지 여부를 판단한다[S50].

상기 S50 단계의 판단 결과, 상기 연료량 감소 전의 전압차 값과 연료량이 감소된 후의 전압차 값이 동일한 경우 고장 진단 즉, 제1,2 연료 레벨 센서의 고장 진단을 이루게 되는데[S60], 상기 S60 단계에서의 고장 진단은 앞서 도 3a ~ 3i의 표에서 살펴 본 바와 같으므로 그에 대한 설명은 생략한다.

한편, 상기 S30 단계에서 연료량이 감소되지 않았거나, S50 단계에서 연료량 감소 전과 후의 전압차가 일정한 값으로 유지되지 않은 경우에는 고장 진단을 멈추고 초기 단계로 리턴한다.

본 발명의 기술적 범위를 해석함에 있어서는, 상기에서 설명된 실시예에 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항의 합리적 해석에 의해 결정되어져야 한다.

본 발명의 연료 레벨 센서 고장진단 장치 및 그의 방법에 따르면, 차량의 연료탱크 내 구비된 연료 레벨 센서간의 와이어 연결상태를 정확히 진단할 수 있는 효과가 있다.

Claims

차량의 클러스터측으로부터 전원을 인가받아 연료탱크 내 연료 레벨을 감지하는 연료 레벨 센서간의 연결상태 진단 장치에 있어서,

차량의 연료 레벨 감지를 위해 연료탱크 내 장착되되, 일측으로 전원이 인가되는 제1 연료 레벨 센서와 상기 제1 연료 레벨 센서의 타측과 일측이 직렬 연결되고 타측은 접지 연결되는 제2 연료 레벨 센서;

상기 제1 연료 레벨 센서로 인가되는 전원단에 연결되는 제1 고장 검출단과 상기 제1 연료 레벨 센서와 제2 연료 레벨 센서간의 연결단에 연결되는 제2 고장 검출단; 및

상기 제1,2 고장 검출단 신호를 입력받아 제1,2 연료 레벨 센서간의 연결상태를 진단하는 파워트레인 컨트롤 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 고장진단 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1,2 고장 검출단은 연료탱크 내 제1,2 연료 레벨 센서와 파워트레인 컨트롤 유닛을 각각 연결하는 와이어로서, 제1,2 고장 검출단 신호는 전압값인 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 고장진단 장치.
차량의 클러스터측으로부터 전원을 인가받아 연료탱크 내 연료 레벨을 감지 하는 연료 레벨 센서간의 연결상태 진단 방법에 있어서,

파워트레인 컨트롤 유닛에서 제1,2 고장 검출단으로부터 인가되는 전압신호를 입력받는 단계;

상기 제1,2 고장 검출단으로부터 인가된 전압신호를 판단한 결과, 제1 설정전압 이상이면 하이 전압(Short to High)으로 진단하며, 제2 설정전압 이하이면 로우 전압(Short to GND)으로 진단하는 단계; 및

상기 진단 결과에 따라, 연료 레벨 감지를 위한 연료 레벨 센서간의 각 노드의 연결상태를 진단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 고장진단 방법.
제 3항에 있어서,

상기 제1 설정전압은 5V인 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 고장진단 방법.
제 3항에 있어서,

상기 제2 설정전압은 0V인 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 고장진단 방법.
제 3항에 있어서,

상기에서 진단결과가 하이 또는 로우 전압이 아닌 경우, 파워트레인 컨트롤 유닛에서 제1,2 고장 검출단으로부터 인가되는 전압신호를 입력받는 단계; 상기 제1,2 고장 검출단으로부터 인가된 전압신호의 차를 산출 후 저장하는 단계; 차량의 주행으로 인한 연료량 감소여부 판단 단계; 연료량이 감소된 경우 상기 제1,2 고장 검출단으로부터 인가되는 전압신호의 차를 산출 후 저장하는 단계; 상기 연료량 감소 전과 후의 전압차가 일정한 값으로 유지되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 연료량 감소 전과 후의 전압차가 일정한 값으로 유지되는 경우 고장 진단을 이루는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 고장진단 방법.
제 6항에 있어서,

상기 연료량이 감소되지 않았거나 연료량 감소 전과 후의 전압차가 일정한 값으로 유지되지 않은 경우에는 고장 진단을 멈추고 초기 단계로의 리턴 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 고장진단 방법.