KR101558977B1 - 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치 및 그 방법 - Google Patents

가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서의 실시 예에 따른 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치 및 그 방법은 차량의 연료 탱크에서 증발된 증발 가스를 포집하는 가스 포집부; 상기 포집된 증발 가스가 대기 중으로 누출되는지를 진단하기 위해 외기온 및 압력 스위치의 상태를 감지하는 가스 누출 감지부; 흡기 매니폴드로 공급되는 증발 가스의 유량을 조절하는 퍼지 밸브; 상기 퍼지 밸브와 상기 흡기 매니폴드 사이에 위치하여 상승된 흡기 압력에 의해 공기가 상기 가스 포집부로 역유입되는 것을 방지하는 체크 밸브; 및 상기 퍼지 밸브와 상기 흡기 매니폴드 사이에 체크 밸브가 설치된 경우, 엔진 시동 시 상기 감지된 압력 스위치의 상태 및 외기온의 상승 온도에 기초하여 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 엔진 제어부를 포함한다.

Description

가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DIGNOSING STUCK OF PRESSURE SWITCH FOR NATURAL VACCUM LEAK DETECTION AND METHOD THEREOF}
본 명세서는 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 닫힘 고착을 진단하기 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
배기가스 규제에 따라 자동차 연료 탱크에서 증발된 가스는 대기 중으로 방출 될 수 없다. 증발된 가스는 캐니스터(Canister)에 포집되어 엔진 연소 시에 활용 하도록 되어 있다. 또한, 연료 시스템은 대기 중으로 증발 가스가 누설 되는 지 여부를 진단 하도록 되어 있다. 일반적인 진단 방법으로는 캐니스터 퍼지 밸브(CPV: Canister Purge Valve)와 캐니스터 클로즈 밸브(CCV: Canister Close Valve)를 이용하여 탱크내 압력 모니터링을 통해 누설 여부를 판단하는 방법 및 진공 자연 누출 감지(NVLD: Natural Vacuum Leakage Detection) 콤포넌트를 이용하여 진단하는 방법 등이 있다.
탱크 압력 센서를 이용하지 않는 NVLD 콤포넌트를 이용한 진단 시스템은 NVLD 콤포넌트에서 보내오는 외기온 정보 및 압력 스위치의 상태 정보를 이용해 누설 여부를 진단하도록 되어 있다. 즉, 연료 누설이 없는 경우 압력 스위치는, 낮과 밤 사이의 온도 차이에 의해 하강한 탱크내 압력으로 인해 스위치가 닫히도록 설계되어 있다.
그러므로 다른 모든 조건들이 충족되었을 때, 스위치가 닫힌 경우에는 누설이 없는 것으로 판단한다. 그러나 압력 스위치가 닫힘 고착인 경우에도 역시 증발 가스 누설이 없는 것으로 판단할 수 있다. 이는 오진단으로 이어진다. 이러한 오진단이 발생하기 때문에 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 판단할 수 있는 진단 시스템이 필요한 상황이다.
본 명세서의 실시예들은 압력 스위치의 닫힘 고착 진단을 통해 실제 연료 누설이 있는데도 누설이 없는 것으로 오진단 하는 결과를 방지하고자 한다.
본 명세서의 실시예들은 체크 밸브로 인해 엔진 정지 시에 퍼지 밸브를 구동시켜 압력 스위치의 닫힘 고착을 진단할 수 없는 터보 차량인 경우에도 엔진 소킹 동안의 압력 스위치의 상태 및 외기온의 상승 온도에 기초하여 압력 스위치의 닫힘 고착을 진단하고자 한다.
본 명세서의 실시예들은 점화키 오프(Ignition Key Off) 후 일정시간 동안 압력 스위치의 닫힘 고착을 진단하며 하이브리드 또는 ISG((Idle Stop & Go) 차량인 경우에는 아이들 정지 상태 중에도 압력 스위치의 닫힘 고착을 진단하고자 한다.
본 명세서의 실시예들은 퍼지 밸브를 열어 연료 탱크내 부압을 대기압과 평형을 맞추고 압력 스위치의 열림을 유도하여 그 압력 스위치의 열림 결과에 따라 압력 스위치의 닫힘 고착 유무를 진단하고 한다.
본 명세서의 제1 측면에 따르면, 차량의 연료 탱크에서 증발된 증발 가스를 포집하는 가스 포집부; 상기 포집된 증발 가스가 대기 중으로 누출되는지를 진단하기 위해 외기온 및 압력 스위치의 상태를 감지하는 가스 누출 감지부; 흡기 매니폴드로 공급되는 증발 가스의 유량을 조절하는 퍼지 밸브; 상기 퍼지 밸브와 상기 흡기 매니폴드 사이에 위치하여 상승된 흡기 압력에 의해 공기가 상기 가스 포집부로 역유입되는 것을 방지하는 체크 밸브; 및 상기 퍼지 밸브와 상기 흡기 매니폴드 사이에 체크 밸브가 설치된 경우, 엔진 시동 시 상기 감지된 압력 스위치의 상태 및 외기온의 상승 온도에 기초하여 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 엔진 제어부를 포함하는 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치가 제공될 수 있다.
상기 가스 누출 감지부는 외기온을 측정하는 외기온 센서; 상기 가스 포집부와 대기 간의 압력 차이를 경감시키는 압력 릴리프 밸브; 및 연료 탱크의 압력이 기설정된 압력 이하로 하강시 닫히는 압력 스위치를 포함할 수 있다.
상기 엔진 제어부는 엔진 시동 시 압력 스위치가 열려 있으면 압력 스위치의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단할 수 있다.
상기 엔진 제어부는 엔진 시동 시 압력 스위치가 닫혀 있으면 엔진 소킹 중 외기온도가 기설정된 온도 이상 상승했는지를 확인하고, 외기온도가 기설정된 온도 이상 상승하면 상기 압력 스위치의 닫힘 고착이 있는 것으로 진단하고, 외기온도가 기설정된 온도 이상 상승하지 않으면 상기 압력 스위치의 닫힘 고착에 대한 진단 결과가 없는 것으로 진단할 수 있다.
한편, 본 명세서의 제2 측면에 따르면, 차량의 연료 탱크에서 증발된 증발 가스를 포집하는 가스 포집부; 외기온 센서, 상기 가스 포집부와 대기 간의 압력 차이를 경감시키는 압력 릴리프 밸브 및 연료 탱크의 압력이 기설정된 압력 이하로 하강시 닫히는 압력 스위치로 이루어지고, 상기 포집된 증발 가스가 대기 중으로 누출되는지를 진단하기 위해 외기온 및 압력 스위치의 상태를 감지하는 가스 누출 감지부; 상기 가스 포집부와 엔진의 흡기 매니폴드 사이에 위치하여 흡기 매니폴드로 공급되는 증발 가스의 유량을 조절하는 퍼지 밸브; 및 상기 퍼지 밸브와 상기 흡기 매니폴드 사이에 체크 밸브가 설치되지 않은 경우, 엔진 정지 전 운전 기간 중의 압력 스위치의 상태 및 퍼지 밸브의 열림 구동에 따른 압력 스위치의 상태에 기초하여 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 엔진 제어부를 포함하는 압력 스위치의 고착 진단 장치가 제공될 수 있다.
상기 엔진 제어부는 엔진 정지 상태이고 에러가 발생하지 않는 경우에 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단할 수 있다.
상기 엔진 제어부는 엔진 정지 전의 운전 사이클 중에 압력 스위치의 상태가 열림 상태에서 닫힘 상태 또는 닫힘 상태에서 열림 상태로 변경되는지를 확인하고, 압력 스위치의 상태가 변경된 경우 압력 스위치의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단할 수 있다.
상기 엔진 제어부는 엔진 정지 전의 운전 사이클 중에 압력 스위치의 상태가 변경되지 않은 경우 현재 압력 스위치가 닫혀 있다면 엔진 정지 중 퍼지 밸브를 열고, 퍼지 밸브가 열린 시점부터 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치가 닫힘 상태에서 열림 상태로 변경되면 압력 스위치의 닫힘 고착 없음으로 진단할 수 있다.
상기 엔진 제어부는 엔진 정지 전의 운전 사이클 중에 압력 스위치의 상태가 변경되지 않은 경우 현재 압력 스위치가 닫혀 있다면 엔진 정지 중 퍼지 밸브를 열고, 퍼지 밸브가 열린 시점부터 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치가 닫힘 상태를 유지하면 퍼지 밸브의 상태를 확인하여 퍼지 밸브가 정상 상태이면 상기 압력 스위치의 닫힘 고착으로 진단할 수 있다.
한편, 본 명세서의 제3 측면에 따르면, 퍼지 밸브와 흡기 매니폴드 사이에 체크 밸브가 설치되어 있는지를 확인하는 단계; 체크 밸브가 퍼지 밸브와 흡기 매니폴드 사이에 설치된 경우, 엔진 시동 시 압력 스위치가 열려 있으면 압력 스위치의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단하는 단계; 엔진 시동 시 압력 스위치가 닫혀 있으면 엔진 소킹 중 외기온이 기설정된 온도 이상 상승했는지를 확인하는 단계; 및 외기온이 기설정된 온도 이상 상승한지 여부에 따라 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 단계를 포함하는 압력 스위치의 고착 진단 방법이 제공될 수 있다.
상기 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 단계는 외기온이 기설정된 온도 이상 상승한 경우, 압력 스위치의 닫힘 고착이 있는 것으로 진단하는 단계; 및 외기온이 기설정된 온도 이상 상승하지 않은 경우, 압력 스위치의 닫힘 고착에 대한 진단 결과가 없는 것으로 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서의 제4 측면에 따르면, 퍼지 밸브와 흡기 매니폴드 사이에 체크 밸브가 설치되어 있는지를 확인하는 단계; 체크 밸브가 퍼지 밸브와 흡기 매니폴드 사이에 설치되지 않은 경우, 운전 사이클 중에 압력 스위치의 상태가 변경되는지를 확인하는 단계; 압력 스위치의 상태가 변경된 경우, 압력 스위치의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단하는 단계; 압력 스위치의 상태가 변경되지 않은 경우, 현재 압력 스위치의 상태를 확인하는 단계; 압력 스위치가 열려 있다면 압력 스위치의 닫힘 고착에 대한 진단 결과가 없는 것으로 진단하는 단계; 압력 스위치가 닫혀 있다면 퍼지 밸브를 여는 단계; 및 퍼지 밸브가 열린 시점부터 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치의 상태를 확인하여 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 단계를 포함하는 압력 스위치의 고착 진단 방법이 제공될 수 있다.
상기 방법은, 상기 체크 밸브가 설치되어 있는지를 확인하는 단계 이후, 하이브리드 차량 또는 ISG 차량이면 엔진 정지 상태 또는 아이들 정지 상태인지를 확인하거나, 하이브리드 차량 또는 ISG 차량이 아니면 점화키 오프후 기설정된 시간을 초과하는지를 확인하여 차량이 엔진 정지 상태인지를 확인하는 단계; 및 상기 차량이 엔진 정지 상태인 경우, 압력 스위치의 고착 여부를 진단하기 전에 오류 발생이 없는지를 확인하는 단계를 더 포함하고, 오류 발생이 없으면 상기 압력 스위치의 상태가 변경되는지를 확인하는 단계로 진행할 수 있다.
상기 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 단계는 퍼지 밸브를 열고 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치가 닫힘 상태에서 열림 상태로 변경되면 압력 스위치의 닫힘 고착 없음으로 진단할 수 있다.
상기 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 단계는 퍼지 밸브를 열고 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치가 닫힘 상태를 유지하면 퍼지 밸브의 상태를 확인하는 단계; 상기 퍼지 밸브가 정상 상태이면 상기 압력 스위치의 닫힘 고착으로 진단하는 단계; 및 상기 퍼지 밸브가 정상 상태가 아니면 상기 압력 스위치의 진단 결과 없음으로 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예들은 압력 스위치의 닫힘 고착 진단을 통해 실제 연료 누설이 있는데도 누설이 없는 것으로 오진단 하는 결과를 방지할 수 있다.
본 명세서의 실시예들은 체크 밸브로 인해 엔진 정지 시에 퍼지 밸브를 구동시켜 압력 스위치의 닫힘 고착을 진단할 수 없는 터보 차량인 경우에도 엔진 소킹 동안의 압력 스위치의 상태 및 외기온의 상승 온도에 기초하여 압력 스위치의 닫힘 고착을 진단할 수 있다.
본 명세서의 실시예들은 하이브리드 또는 ISG 차량이 엔진 정지 상태 또는 아이들 스톱 중에도 압력 스위치의 닫힘 고착을 진단할 수 있다.
본 명세서의 실시예들은 퍼지 밸브를 열어 연료 탱크내 부압을 대기압과 평형을 맞추고 압력 스위치의 열림을 유도하여 그 압력 스위치의 열림 결과에 따라 압력 스위치의 닫힘 고착 유무를 진단할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치의 구성도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 압력 스위치의 고착 진단 장치에서의 가스 누출 감지부에 대한 설명도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 방법에 대한 흐름도이다.
이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 압력 스위치의 고착 진단 장치(100)는 가스 포집부(130), 퍼지 밸브(140), 가스 누출 감지부(160) 및 엔진 제어부(170)를 포함한다. 여기서, 압력 스위치의 고착 진단 장치(100)는 체크 밸브(150)를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 압력 스위치의 고착 진단 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
가스 포집부(130)는 차량의 연료 탱크(120)와 연결되어 있다. 가스 포집부(130)는 연료 탱크(120)에서 증발된 증발 가스를 포집한다. 가스 포집부(130)는 연료 탱크(120) 내 증발 가스를 포집하기 위한 캐니스터(Canister)로 지칭되기도 한다.
가스 누출 감지부(160)는 외기온 센서(161), 압력 릴리프 밸브(162) 및 압력 스위치(163)를 포함할 수 있다. 가스 누출 감지부(160)는 가스 포집부(130)에서 포집된 증발 가스가 대기 중으로 누출되는지를 진단하기 위해 외기온 및 압력 스위치(163)의 상태를 감지한다. 그리고 가스 누출 감지부(160)는 감지된 외기온 및 압력 스위치(163)의 상태 정보를 모니터링하여 엔진 제어부(170)에 송신한다.
가스 누출 감지부(160)의 상세한 구성을 살펴보면, 외기온 센서(161)는 차량의 외기온을 측정한다.
압력 릴리프 밸브(162)는 가스 포집부(130)와 대기 간의 압력 차이가 기설정된 압력을 넘어서면 과도한 압력 차이를 경감시킨다.
압력 스위치(163)는 연료 탱크(120)의 압력이 기설정된 압력 이하로 하강시 닫히는 동작을 수행한다.
한편, 퍼지 밸브(140)는 엔진(110)의 흡기 매니폴드(111)로 공급되는 증발 가스의 유량을 조절한다. 퍼지 밸브(140)는 가스 포집부(130)와 흡기 매니폴드(111) 사이에 위치하고, 흡기로 공급되는 증발 가스의 유량을 조절한다.
체크 밸브(150)는 퍼지 밸브(140)와 흡기 매니폴드(111) 사이에 위치하여 상승된 흡기 압력에 의해 공기가 상기 가스 포집부(130)로 역유입되는 것을 방지한다. 일반적으로 터보 차져 차량의 경우에는 퍼지 밸브(140)와 흡기 매니폴드(111) 사이에　체크밸브가 장착되어 상승된 흡기압력에 의해 공기가 가스 포집부(130)로 역유입되는 것을 방지하게 되어 있다.
엔진 제어부(170)(ECU: Engine Control Unit) 는 퍼지 밸브(140)를 제어하고 가스 누출 감지부(160)와 통신하며 필요 정보를 요청하고 수신한다.
그리고 엔진 제어부(170)는 퍼지 밸브(140)와 흡기 매니폴드(111) 사이의 체크 밸브(150) 유무에 따라 압력 스위치(163)의 닫힘 고착 여부를 서로 다르게 진단한다.
엔진 제어부(170)는 퍼지 밸브(140)와 상기 흡기 매니폴드(111) 사이에 체크 밸브(150)가 설치된 경우, 엔진(110) 시동 시 상기 감지된 압력 스위치(163)의 상태 및 외기온의 상승 온도에 기초하여 압력 스위치(163)의 닫힘 고착 여부를 진단한다. 또한, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 상태 및 외기온의 상승 온도뿐만 아니라 퍼지 밸브(140) 진단 결과를 확인하여 압력 스위치(163)의 닫힘 고착 여부를 진단한다.
터보 차량의 경우 흡기 매니폴드(111)와 퍼지 밸브(140) 사이에 체크 밸브(150)가 설치된다. 엔진 제어부(170)는 퍼지 밸브(140)를 열어 압력 스위치(163)의 동작을 유도할 수 없다. 그러므로 엔진 제어부(170)는 엔진(110) 소킹 동안의 정보를 가스 누출 감지부(160)로부터 수신하여 닫힘 고착 유무를 진단할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 엔진 제어부(170)는 엔진(110) 시동 시 압력 스위치(163)가 열려 있으면 압력 스위치(163)의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단한다.
엔진 제어부(170)는 엔진(110) 시동 시 압력 스위치(163)가 닫혀 있으면 엔진(110) 소킹 중 외기온도가 기설정된 온도 이상 상승했는지를 확인한다. 그리고 엔진 제어부(170)는 외기온도가 기설정된 온도 이상 상승하면 압력 스위치(163)의 닫힘 고착이 있는 것으로 진단할 수 있다. 엔진 제어부(170)는 외기온도가 기설정된 온도 이상 상승하지 않으면 압력 스위치(163)의 닫힘 고착에 대한 진단 결과가 없는 것으로 진단할 수 있다.
한편, 본 명세서의 다른 실시 예에 따른 압력 스위치의 고착 진단 장치(100)는 체크 밸브(150)를 포함하지 않고, 체크 밸브(150)가 없이 흡기 매니폴드(111)와 직접 연결된 퍼지 밸브(140)를 포함할 수 있다.
압력 스위치의 고착 진단 장치(100)는 체크 밸브(150)가 없는 경우에는 엔진(110)이 정지하는 상태, 즉, 아이들 스톱 또는 점화 키 오프(Ignition Key off) 후 제한된 시간 동안 진단을 수행한다. 압력 스위치(163)의 진단 진입을 위해서는 압력 스위치의 고착 진단 장치(100)와 관련된 구성에서 에러가 없어야 한다. 고착 진단 장치(100)는 현재 운전 사이클에서 압력 스위치(163)의 위치 변경이 있었으면 닫힘 고착이 없었다고 판단한다. 그러나 압력 스위치(163)가 계속 닫힌 상태였다면, 고착 진단 장치(100)는 퍼지 밸브(140)를 열어 탱크 압력을 대기압과 평형을 이루게 한다. 예를 들어, 압력 스위치(163)는 약 -2.5hPa 이상에서 스위치가 열리게 되어 있다. 고착 진단 장치(100)는 일정 시간 퍼지 밸브(140)를 열고 압력 스위치(163)가 열릴 수 있는 환경을 만들어 준다. 그 이후, 고착 진단 장치(100)는 압력 스위치(163)의 상태를 보고 닫힘 고착 여부를 판단한다.
구체적으로 살펴보면, 엔진 제어부(170)는 체크 밸브(150)가 없는 압력 스위치의 고착 진단 장치(100) 즉, 퍼지 밸브(140)와 흡기 매니폴드(111) 사이에 체크 밸브(150)가 설치되지 않은 경우, 엔진(110) 정지 전 운전 기간 중의 압력 스위치(163)의 상태 및 퍼지 밸브(140)의 열림 구동에 따른 압력 스위치(163)의 상태에 기초하여 압력 스위치(163)의 닫힘 고착 여부를 진단한다.
엔진 제어부(170)는 엔진(110) 정지 상태이고 에러가 발생하지 않는 경우에 압력 스위치(163)의 닫힘 고착 여부를 진단하는 과정을 수행할 수 있다.
진단 과정이 수행된 후, 엔진 제어부(170)는 엔진(110) 정지 전의 운전 사이클 중에 압력 스위치(163)의 상태가 열림 상태에서 닫힘 상태 또는 닫힘 상태에서 열림 상태로 변경되는지를 확인하고, 압력 스위치(163)의 상태가 변경된 경우 압력 스위치(163)의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단할 수 있다.
엔진 제어부(170)는 엔진(110) 정지 전의 운전 사이클 중에 압력 스위치(163)의 상태가 변경되지 않은 경우 현재 압력 스위치(163)가 닫혀 있다면 퍼지 밸브(140)를 열고, 퍼지 밸브(140)가 열린 시점부터 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치(163)가 닫힘 상태에서 열림 상태로 변경되면 압력 스위치(163)의 닫힘 고착 없음으로 진단할 수 있다.
엔진 제어부(170)는 엔진(110) 정지 전의 운전 사이클 중에 압력 스위치(163)의 상태가 변경되지 않은 경우 현재 압력 스위치(163)가 닫혀 있다면 퍼지 밸브(140)를 열고, 퍼지 밸브(140)가 열린 시점부터 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치(163)가 닫힘 상태를 유지하면 퍼지 밸브(140)의 상태를 확인하여 퍼지 밸브(140)가 정상 상태이면 상기 압력 스위치(163)의 닫힘 고착으로 진단할 수 있다.
이와 같이, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 닫힘 고착 진단을 위해 현재 압력 스위치(163)의 상태를 확인하고, 퍼지 밸브(140)를 일정시간 열고 기다린다. 이후, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 위치를 재확인하여 닫힘 고착을 진단한다. 여기서, 압력 스위치(163)가 닫힌 경우 연료 탱크(120) 내 부압이 발생한 것이다. 그러므로 퍼지 밸브(140)를 열어 연료 탱크(120) 내 부압을 대기압과 평형 상태가 되도록 유도한다. 연료 탱크(120)내 압력이 대기압이 되면 압력 스위치(163)가 다시 열린다. 그러므로 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)가 닫혀 있으면 압력 스위치(163)의 닫힘 고착으로 진단한다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 압력 스위치의 고착 진단 장치(100)에서의 가스 누출 감지부(160)에 대한 설명도이다.
차량의 엔진(110)이 정지한 후 시간대별로 압력 스위치의 고착 진단 장치(100)에서 동작하는 퍼지 밸브(140), 압력 스위치(163) 및 연료 탱크(120)의 동작을 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.
차량의 엔진(110)이 정지한 후 201 시점 이전까지 동작을 살펴보면, 퍼지 밸브(140) 및 압력 스위치(163)는 닫혀 있다. 그리고 연료 탱크(120)의 압력은 릴리프 압력보다는 크고 완만한 기울기의 대기압 방향으로 감소하게 된다.
201 시점부터 202 시점 이전까지의 동작을 살펴보면, 퍼지 밸브(140)는 열리게 되고, 압력 스위치에 대한 확인 요청 이후에 압력 스위치(163)는 닫히게 된다. 여기서, 퍼지 밸브(140)가 열리는 순간 압력 스위치가 닫히는 것이 아니다. 구체적으로 살펴보면, 압력 스위치의 변수는 열림(False) 또는 닫힘(True)이 될 수 있다. 상기 변수가 업데이트 되기 전 디폴트(Default) 상태인 열림(False)으로 유지되기 때문에, 압력 스위치(163)는 열림으로 확인될 뿐이다. 즉, 압력 스위치(163)에 대한 압력 스위치 확인을 요청한 이후 압력 스위치(163)에 대한 압력 스위치 변수에 대한 정보가 업데이트되면 비로소 압력 스위치(163)가 닫힘으로 표시된다.
그리고 연료 탱크(120)의 압력이 급격한 기울기의 대기압 방향으로 감소하게 된다.
202 시점 이후부터의 동작을 살펴보면, 퍼지 밸브(140)는 다시 닫히게 되고, 압력 스위치(163)는 열리게 된다. 그리고 연료 탱크(120)의 압력이 완만한 기울기의 대기압 방향으로 감소하게 된다.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치(163)의 고착 진단 방법에 대한 흐름도이다.
엔진 제어부(170)는 퍼지 밸브(140)와 흡기 매니폴드(111) 사이에 체크 밸브(150)가 설치되어 있는지를 확인한다(S302).
도 3을 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 압력 스위치(163)의 고착 진단 방법은 체크 밸브(150)가 퍼지 밸브(140)와 흡기 매니폴드(111) 사이에 설치된 경우 압력 스위치(163)의 닫힘 고착을 진단하는 S304 내지 S314 단계와, 체크 밸브(150)가 퍼지 밸브(140)와 흡기 매니폴드(111) 사이에 설치되지 않은 경우 압력 스위치(163)의 닫힘 고착을 진단하는 S316 내지 S346 단계로 이루어진다.
상기 확인 결과(S302), 체크 밸브(150)가 퍼지 밸브(140)와 흡기 매니폴드(111) 사이에 설치된 경우, 엔진 제어부(170)는 엔진(110) 시동 시 압력 스위치(163)를 확인한다(S304). 이어서, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)가 열려 있는지 여부를 확인한다(S306). 즉, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 위치가 열린 위치인지 닫힌 위치인지를 확인한다.
상기 확인 결과(S306), 엔진(110) 시동 시 압력 스위치(163)가 열려 있으면, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단한다(S308).
반면, 상기 확인 결과(S306), 엔진(110) 시동 시 압력 스위치(163)가 열려 있지 않으면, 엔진 제어부(170)는 엔진(110) 시동 시 압력 스위치(163)가 닫혀 있으면 엔진(110) 소킹 중 외기온이 기설정된 온도(예컨대, 5도) 이상 상승했는지를 확인한다(S310).
상기 확인 결과(S310), 외기온이 기설정된 온도 이상 상승하면, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 닫힘 고착이 있는 것으로 진단한다(S312).
반면, 상기 확인 결과(S310), 외기온이 기설정된 온도 이상 상승하지 않은 경우, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 닫힘 고착에 대한 진단 결과가 없는 것으로 진단한다(S314). 외기온 상승이 연료 탱크(120) 내 압력을 충분히 상승시킬 정도가 되지 않으면 압력 스위치(163)가 열려야 한다고 할 수 없다. 따라서 엔진 제어부(170)는 닫힘 고착에 대한 진단 결과 없음으로 판단한다.
이와 같이, 엔진 제어부(170)는 외기온이 기설정된 온도 이상 상승한지 여부에 따라 압력 스위치(163)의 닫힘 고착 여부를 진단할 수 있다. 외기온이 기설정된 온도 이상 상승한 경우 연료 탱크(120)내 압력도 상승하게 되어 압력 스위치(163)는 열려야 정상 작동하게 된다. 하지만, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)가 닫혀 있다면 고장 즉, 압력 스위치(163)의 닫힘 고착이 있는 것으로 진단한다.
한편, 상기 확인 결과(S302), 체크 밸브(150)가 퍼지 밸브(140)와 흡기 매니폴드(111) 사이에 설치되지 않은 경우, 엔진 제어부(170)는 차량이 하이브리드 차량 또는 ISG(Idle Stop & Go) 차량인지를 확인한다(S316).
상기 확인 결과(S316), 차량이 하이브리드 차량 또는 ISG 차량이면, 엔진 제어부(170)는 엔진 정지 상태 또는 아이들 정지(Idle stop) 상태인지를 확인한다(S318).
상기 확인 결과(S316), 차량이 하이브리드 차량 또는 ISG 차량이 아니면, 엔진 제어부(170)는 점화키 오프후 기설정된 시간을 초과하는지를 확인하여 엔진(110) 정지 상태인지를 지속적으로 모니터링한다(S320).
차량이 엔진(110) 정지 상태인 경우, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 고착 여부를 진단하기 전에 오류 발생이 없는지를 확인한다(S322).
상기 확인 결과(S322), 관련 부품의 오류 발생이 있으면, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 고착 여부를 진단하는 것이 불가한 것으로 판단한다(S324).
상기 확인 결과(S322), 오류 발생이 없으면, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 고착 여부를 진단하는 진단 과정을 수행한다(S326).
그리고 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 상태가 변경된 이력이 있는지를 확인한다(S328). 여기서, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)가 운전 사이클 중에 열림 상태에서 닫힘 상태 또는 닫힘 상태에서 열림 상태와 같이 위치 변경이 이루어졌는지를 가스 누출 감지부(160)로부터 수신한다.
상기 확인 결과(S328), 압력 스위치(163)의 상태가 변경된 이력이 있는 경우, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단한다(S330).
한편, 상기 확인 결과(S328), 압력 스위치(163)의 상태가 변경된 이력이 없는 경우, 엔진 제어부(170)는 현재 압력 스위치(163)의 상태를 확인하여 현재 압력 스위치(163)가 닫혀 있는지를 확인한다(S332).
상기 확인 결과(S332), 현재 압력 스위치(163)가 열려 있으면, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 닫힘 고착에 대한 진단 결과가 없는 것으로 진단한다(S334).
상기 확인 결과(S332), 현재 압력 스위치(163)가 닫혀 있으면, 엔진 제어부(170)는 퍼지 밸브(140)를 연다(S336). 이는 퍼지 밸브(140)의 열림을 통해 압력 스위치(163)를 진단하기 위함이다.
엔진 제어부(170)는 퍼지 밸브(140)가 열린 시점부터 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치(163)의 상태를 확인한다(S338).
엔진 제어부(170)는 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치(163)가 열려 있는지를 확인한다(S340).
상기 확인 결과(S340), 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치(163)가 열려 있으면, 엔진 제어부(170)는 압력 스위치(163)의 닫힘 고착이 없다는 것으로 진단한다(S342).
상기 확인 결과(S340), 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치(163)가 닫힘 상태를 유지하면, 엔진 제어부(170)는 퍼지 밸브(140)의 상태를 확인한다(S344).
상기 확인 결과(S344), 엔진 제어부(170)는 퍼지 밸브(140)가 정상 상태이면 압력 스위치(163)의 닫힘 고착으로 진단한다(S346). 반면, 상기 확인 결과(S344),
엔진 제어부(170)는 퍼지 밸브(140)가 정상 상태가 아니면 압력 스위치(163)의 진단 결과 없음으로 진단할 수 있다.
본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 고착 진단 장치 110: 엔진
111: 흡기 매니폴드 120: 연료 탱크
130: 가스 포집부 140: 퍼지 밸브
150: 체크 밸브 160: 가스 누출 감지부
161: 외기온 센서 162: 압력 릴리프 밸브
163: 압력 스위치 170: 엔진 제어부

Claims (15)

  1. 차량의 연료 탱크에서 증발된 증발 가스를 포집하는 가스 포집부;
    상기 포집된 증발 가스가 대기 중으로 누출되는지를 진단하기 위해 외기온 및 압력 스위치의 상태를 감지하는 가스 누출 감지부;
    흡기 매니폴드로 공급되는 증발 가스의 유량을 조절하는 퍼지 밸브;
    상기 퍼지 밸브와 상기 흡기 매니폴드 사이에 위치하여 상승된 흡기 압력에 의해 공기가 상기 가스 포집부로 역유입되는 것을 방지하는 체크 밸브; 및
    상기 퍼지 밸브와 상기 흡기 매니폴드 사이에 체크 밸브가 설치된 경우, 엔진 시동 시 상기 감지된 압력 스위치의 상태 및 외기온의 상승 온도에 기초하여 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 엔진 제어부
    를 포함하는 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 누출 감지부는
    외기온을 측정하는 외기온 센서;
    상기 가스 포집부와 대기 간의 압력 차이를 경감시키는 압력 릴리프 밸브; 및
    연료 탱크의 압력이 기설정된 압력 이하로 하강시 닫히는 압력 스위치를 포함하는 압력 스위치의 고착 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 제어부는
    엔진 시동 시 압력 스위치가 열려 있으면 압력 스위치의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단하는 압력 스위치의 고착 진단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 제어부는
    엔진 시동 시 압력 스위치가 닫혀 있으면 엔진 소킹 중 외기온도가 기설정된 온도 이상 상승했는지를 확인하고, 외기온도가 기설정된 온도 이상 상승하면 상기 압력 스위치의 닫힘 고착이 있는 것으로 진단하고, 외기온도가 기설정된 온도 이상 상승하지 않으면 상기 압력 스위치의 닫힘 고착에 대한 진단 결과가 없는 것으로 진단하는 압력 스위치의 고착 진단 장치.
  5. 차량의 연료 탱크에서 증발된 증발 가스를 포집하는 가스 포집부;
    외기온 센서, 상기 가스 포집부와 대기 간의 압력 차이를 경감시키는 압력 릴리프 밸브 및 연료 탱크의 압력이 기설정된 압력 이하로 하강시 닫히는 압력 스위치로 이루어지고, 상기 포집된 증발 가스가 대기 중으로 누출되는지를 진단하기 위해 외기온 및 압력 스위치의 상태를 감지하는 가스 누출 감지부;
    상기 가스 포집부와 엔진의 흡기 매니폴드 사이에 위치하여 흡기 매니폴드로 공급되는 증발 가스의 유량을 조절하는 퍼지 밸브; 및
    상기 퍼지 밸브와 상기 흡기 매니폴드 사이에 체크 밸브가 설치되지 않은 경우, 엔진 정지 전 운전 기간 중의 압력 스위치의 상태 및 퍼지 밸브의 열림 구동에 따른 압력 스위치의 상태에 기초하여 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 엔진 제어부
    를 포함하는 압력 스위치의 고착 진단 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 엔진 제어부는
    엔진 정지 상태이고 에러가 발생하지 않는 경우에 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 압력 스위치의 고착 진단 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 엔진 제어부는
    엔진 정지 전의 운전 사이클 중에 압력 스위치의 상태가 열림 상태에서 닫힘 상태 또는 닫힘 상태에서 열림 상태로 변경되는지를 확인하고, 압력 스위치의 상태가 변경된 경우 압력 스위치의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단하는 압력 스위치의 고착 진단 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 엔진 제어부는
    엔진 정지 전의 운전 사이클 중에 압력 스위치의 상태가 변경되지 않은 경우 현재 압력 스위치가 닫혀 있다면 엔진 정지 중 퍼지 밸브를 열고, 퍼지 밸브가 열린 시점부터 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치가 닫힘 상태에서 열림 상태로 변경되면 압력 스위치의 닫힘 고착 없음으로 진단하는 압력 스위치의 고착 진단 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 엔진 제어부는
    엔진 정지 전의 운전 사이클 중에 압력 스위치의 상태가 변경되지 않은 경우 현재 압력 스위치가 닫혀 있다면 엔진 정지 중 퍼지 밸브를 열고, 퍼지 밸브가 열린 시점부터 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치가 닫힘 상태를 유지하면 퍼지 밸브의 상태를 확인하여 퍼지 밸브가 정상 상태이면 상기 압력 스위치의 닫힘 고착으로 진단하는 압력 스위치의 고착 진단 장치.
  10. 퍼지 밸브와 흡기 매니폴드 사이에 체크 밸브가 설치되어 있는지를 확인하는 단계;
    체크 밸브가 퍼지 밸브와 흡기 매니폴드 사이에 설치된 경우, 엔진 시동 시 압력 스위치가 열려 있으면 압력 스위치의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단하는 단계;
    엔진 시동 시 압력 스위치가 닫혀 있으면 엔진 소킹 중 외기온이 기설정된 온도 이상 상승했는지를 확인하는 단계; 및
    외기온이 기설정된 온도 이상 상승한지 여부에 따라 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 단계
    를 포함하는 압력 스위치의 고착 진단 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 단계는
    외기온이 기설정된 온도 이상 상승한 경우, 압력 스위치의 닫힘 고착이 있는 것으로 진단하는 단계; 및
    외기온이 기설정된 온도 이상 상승하지 않은 경우, 압력 스위치의 닫힘 고착에 대한 진단 결과가 없는 것으로 진단하는 단계
    를 포함하는 압력 스위치의 고착 진단 방법.
  12. 퍼지 밸브와 흡기 매니폴드 사이에 체크 밸브가 설치되어 있는지를 확인하는 단계;
    체크 밸브가 퍼지 밸브와 흡기 매니폴드 사이에 설치되지 않은 경우, 운전 사이클 중에 압력 스위치의 상태가 변경되는지를 확인하는 단계;
    압력 스위치의 상태가 변경된 경우, 압력 스위치의 닫힘 고착이 없는 것으로 진단하는 단계;
    압력 스위치의 상태가 변경되지 않은 경우, 현재 압력 스위치의 상태를 확인하는 단계;
    압력 스위치가 열려 있다면 압력 스위치의 닫힘 고착에 대한 진단 결과가 없는 것으로 진단하는 단계;
    압력 스위치가 닫혀 있다면 퍼지 밸브를 여는 단계; 및
    퍼지 밸브가 열린 시점부터 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치의 상태를 확인하여 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 단계
    를 포함하는 압력 스위치의 고착 진단 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 체크 밸브가 설치되어 있는지를 확인하는 단계 이후,
    하이브리드 차량 또는 ISG(Idle Stop & Go) 차량이면 엔진 정지 상태 또는 아이들 정지 상태인지를 확인하거나, 하이브리드 차량 또는 ISG 차량이 아니면 점화키 오프후 기설정된 시간을 초과하는지를 확인하여 차량이 엔진 정지 상태인지를 확인하는 단계; 및
    상기 차량이 엔진 정지 상태인 경우, 압력 스위치의 고착 여부를 진단하기 전에 오류 발생이 없는지를 확인하는 단계를 더 포함하고,
    오류 발생이 없으면 상기 압력 스위치의 상태가 변경되는지를 확인하는 단계를 수행하는 압력 스위치의 고착 진단 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 단계는
    퍼지 밸브를 열고 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치가 닫힘 상태에서 열림 상태로 변경되면 압력 스위치의 닫힘 고착 없음으로 진단하는 압력 스위치의 고착 진단 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 압력 스위치의 닫힘 고착 여부를 진단하는 단계는
    퍼지 밸브를 열고 기설정된 시간이 경과한 후 압력 스위치가 닫힘 상태를 유지하면 퍼지 밸브의 상태를 확인하는 단계;
    상기 퍼지 밸브가 정상 상태이면 상기 압력 스위치의 닫힘 고착으로 진단하는 단계; 및
    상기 퍼지 밸브가 정상 상태가 아니면 상기 압력 스위치의 진단 결과 없음으로 진단하는 단계
    를 포함하는 압력 스위치의 고착 진단 방법.
KR1020140130987A 2014-09-30 2014-09-30 가스 누출 감지를 위한 압력 스위치의 고착 진단 장치 및 그 방법 KR101558977B1 (ko)

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CN107132035A (zh) * 2017-05-31 2017-09-05 山东临工工程机械有限公司 一种进气压力开关检测装置
KR20180123916A (ko) * 2017-05-10 2018-11-20 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 연료 증발가스 퍼지 제어 시스템 및 제어 방법

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