KR102347684B1 - 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량내 연료 누설 검출 장치(리크 검출기)의 스위치 고착에 따른 고장을 진단하기 위한 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템 및 방법에 관한 것으로, 리크 검출기의 일부 구성인 감지스위치의 열림 및 닫힘 고착 고장을 진단함으로써 연료 시스템의 연료 누설을 검출하는 과정에서 진단 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템 및 방법 {System and method for diagnosing fault of fuel leakage detector}

본 발명은 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량내 연료 누설 검출 장치의 스위치 고착에 따른 고장을 진단하기 위한 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.

자동차 연료탱크와 엔진 사이에 구비되는 연료 시스템은 연료탱크에서 증발된 연료 가스의 누설 여부를 진단하도록 되어 있으며, 일반적으로 연료탱크 내 압력 모니터링을 통해 누설 여부를 판단하거나 또는 NVLD(Natural Vacuum Leakage Detector)(이하, 리크 검출기라고 함)와 같은 연료 누설 검출 장치를 이용하여 누설 여부를 판단하게 된다.

상기 리크 검출기(NVLD)를 이용하여 연료 누설을 진단하는 경우, 연료탱크의 압력이 대기압보다 낮아져 연료 시스템에 부압이 발생하는 조건을 만족하면, 리크 검출기의 일부 구성인 감지스위치의 온/오프 작동 상태에 따라 누설 여부를 판단하게 된다.

상기 리크 검출기에는 감지스위치와 다이어프램이 구비되고, 차량이 수시간 정지해 있는 동안 외기온도 및 연료온도가 낮아져 연료 시스템에 부압이 발생하면 상기 다이어프램이 감지스위치를 온(On) 시키게 되며, 이렇게 감지스위치가 온 되어 클로즈 상태가 되면 연료 누설이 발생하지 않은 것으로 판단한다. 반대로, 연료 시스템에 부압이 발생하지 않아 다이어프램이 감지스위치를 온 시키지 못함에 따라 감지스위치가 오프(off) 및 열림(open) 상태인 경우 연료 누설이 발생한 것으로 판단한다. 이는 연료 시스템에 연료 누설이 있을 경우 연료탱크 압력이 대기압보다 낮아지지 않아 다이어프램이 감지스위치를 온 시키지 못하기 때문이다.

그런데, 상기 감지스위치에 열림 고착(open stuck)이 발생한 경우, 연료 시스템의 부압 발생 여부와 상관 없이 감지스위치가 열림 상태를 지속하게 되어, 연료 누설을 진단하는 과정에서 진단 오류가 발생하는 문제점이 존재한다.

즉, 감지스위치에 열림 고착이 발생한 경우, 실제 연료 시스템의 연료 누설이 발생하지 않더라도 감지스위치가 열림 상태를 유지하게 되므로 연료 시스템에 연료 누설이 있다고 판단하여 진단 오류가 발생하게 되며, 이에 따라 연료탱크 교환 및 연료 시스템의 부품 교환 등으로 인한 비용 발생을 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로서, 리크 검출기의 구성요소인 감지스위치의 열림 및 닫힘 고착에 의한 고장을 진단함으로써 연료 시스템의 연료 누설을 검출하는 과정에서 진단 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이에 본 발명에서는, 캐니스터의 공기배출라인에 설치된 리크 검출기(NVLD)의 감지스위치 고착에 따른 고장 진단을 위하여, 캐니스터에 포집된 연료 가스를 엔진 측으로 배출하기 위한 퍼지 컨트롤 밸브; 상기 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동에 따른 연료탱크내 압력을 검출하는 압력센서; 상기 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동에 의해 연료탱크내에 부압이 형성될 때 감지스위치의 상태 정보에 기초하여 감지스위치의 고착에 의한 고장 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템을 제공한다.

상기 공기배출라인에는 리크 검출기의 후단측에 캐니스터의 공기 배출 제어를 위한 솔레노이드 밸브가 설치되어 있고, 상기 제어부는 솔레노이드 밸브가 닫힘 상태이고 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동에 의해 연료탱크내 부압이 형성될 때 감지스위치가 열림 상태이면 상기 감지스위치의 열림 고착을 진단한다.

또한, 상기 제어부는 솔레노이드 밸브가 닫힘 상태이고 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동에 의해 연료탱크내에 부압이 형성될 때 감지스위치가 닫힘 상태이면, 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동을 중단시키고, 상기 솔레노이드 밸브의 오픈에 따른 연료탱크내 압력값 및 감지스위치의 상태 정보에 기초하여 감지스위치의 닫힘 고착 여부를 판단한다.

구체적으로, 상기 제어부는 솔레노이드 밸브의 오픈에 따른 연료탱크내 압력값이 감지스위치가 열림 상태로 전환되는 압력값으로서 설정된 제3기준압력값 이상일 때 상기 감지스위치가 닫힘 상태이면, 감지스위치의 닫힘 고착을 진단한다.

한편 본 발명에서는, 캐니스터의 공기배출라인에 설치된 리크 검출기(NVLD)의 감지스위치 고착에 따른 고장 진단을 위하여, 캐니스터에 포집된 연료 가스를 엔진 측으로 배출하기 위한 퍼지 컨트롤 밸브; 상기 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동에 따른 연료탱크내 압력을 검출하는 압력센서; 상기 퍼지 컨트롤 밸브의 작동에 의해 연료탱크내에 부압이 형성될 때 상기 감지스위치가 열림 상태이면, 상기 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 듀티를 상향 제어하고, 퍼지 듀티 상향에 따른 연료탱크내 압력값 및 감지스위치의 상태 정보에 기초하여 감지스위치의 고착에 의한 고장 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템도 제공한다.

상기 제어부는 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 듀티 상향에 따른 연료탱크내 압력이 감지스위치가 닫힘 상태로 되는 제2기준압력값 미만일 때 상기 감지스위치가 열림 상태이면 감지스위치의 열림 고착을 진단한다.

또한, 상기 제어부는 퍼지 듀티 상향에 따른 연료탱크내 압력이 제2기준압력값 미만이고 감지스위치가 닫힘 상태이면, 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동 중단에 따른 연료탱크내 압력값 및 감지스위치의 상태 정보에 기초하여 감지스위치의 닫힘 고착 여부를 판단한다.

구체적으로, 상기 제어부는 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동 중단에 따른 연료탱크내 압력값이 감지스위치가 열림 상태로 전환되는 압력값으로서 설정된 제3기준압력값 이상이고 감지스위치가 닫힘 상태이면 상기 감지스위치의 닫힘 고착을 진단하고, 상기 연료탱크내 압력값이 제3기준압력값 이상이고 감지스위치가 열림 상태이면 상기 감지스위치가 정상 상태인 것으로 진단한다.

또한 본 발명에서는, 캐니스터의 공기배출라인에 설치된 리크 검출기(NVLD)의 감지스위치 고착에 따른 고장 진단을 위하여, 캐니스터에 포집된 연료 가스를 엔진 측으로 배출하기 위한 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동을 시작하는 제1단계; 상기 퍼지 작동에 의해 연료탱크내 압력이 제1기준압력값 이하가 되어 부압이 형성되면 상기 감지스위치의 작동 상태를 검출하는 제2단계; 상기 감지스위치가 열림 상태이면, 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 듀티를 상향 제어하여 퍼지 듀티 상향에 따른 연료탱크내 압력값 및 감지스위치의 상태 정보에 기초하여 감지스위치의 고착에 의한 고장 여부를 판단하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 방법도 제공한다.

구체적으로 상기 제3단계는, 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 듀티를 상기 제1단계의 퍼지 듀티보다 상향시키는 단계; 상기 퍼지 듀티의 상향에 따른 연료탱크내 압력값이 제1기준압력값보다 작은 값을 가지는 제2기준압력값 미만이면, 감지스위치의 작동 상태를 재검출하는 단계; 상기 감지스위치가 열림 상태이면 감지스위치의 열림 고착을 진단하는 단계;로 이루어진다.

그리고, 상기 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 방법은, 상기 제2단계의 검출 결과 또는 상기 제3단계의 검출 결과, 감지스위치가 닫힘 상태이면 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동 중단에 따른 연료탱크내 압력값 및 감지스위치의 상태 정보에 기초하여 감지스위치의 닫힘 고착 여부를 판단하는 제4단계를 더 포함하며,

상기 제4단계는, 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동 중단에 따른 연료탱크내 압력을 검출하는 단계; 상기 연료탱크내 압력이 감지스위치가 열림 상태로 전환되는 압력값으로서 설정된 제3기준압력값 이상이면 상기 감지스위치의 작동 상태를 검출하는 단계; 상기 감지스위치가 닫힘 상태이면 감지스위치의 닫힘 고착을 진단하는 단계; 및 연료탱크내 압력이 제3기준압력값 이상이고 감지스위치가 열림 상태이면, 감지스위치가 정상인 것으로 진단하는 단계로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 리크 검출기내 감지스위치의 고장을 진단함으로써 연료 시스템의 연료 누설을 검출할 때 감지스위치의 열림 고착 및 닫힘 고착 고장으로 인해 발생할 수 있는 진단 오류를 방지할 수 있으며, 이에 따라 진단 오류로 인한 불필요한 수리 비용 발생 등을 방지할 수 있는 이점이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 감지스위치의 고장 진단을 통해 리크 검출기의 정확한 연료 누설 검출을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 방법을 적용가능한 연료 시스템을 보여주는 도면
도 2는 본 발명에 따른 연료 누설 검출 장치(리크 검출기)를 보여주는 예시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 방법을 나타낸 순서도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 방법을 나타낸 순서도

먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 리크 검출기(NVLD, Natural Vacuum Leakage Detector)를 적용한 차량용 연료 시스템의 구성을 살펴보도록 한다.

첨부한 도 1을 보면, 연료 시스템에는 연료탱크(1)에서 증발된 연료 가스를 포집하기 위한 캐니스터(2)와, 캐니스터(2)의 공기 배출 제어를 위한 솔레노이드 밸브(3)가 구비되고, 상기 캐니스터(2)와 솔레노이드 밸브(3) 사이에 리크 검출기(NVLD)(4)가 배치된다.

도 2를 보면, 상기 리크 검출기(4)는 다이어프램(8)과 다이어프램(8)에 의해 선택적으로 온(On) 작동되는 감지스위치(9)를 포함하여 구성되며, 상기 다이어프램(8)이 솔레노이드 밸브(3)의 닫힘 작동 시에 연료탱크(1)의 압력에 따라 선택적으로 감지스위치(9)를 온(On) 시킬 수 있게 구성된다.

이러한 리크 검출기(4)를 이용하여 연료 누설을 진단하는 경우 외기온도 정보 및 감지스위치(9)의 상태 정보를 기반으로 누설 여부를 판단하게 되며, 이를 위해 리크 검출기(4)는 엔진 오프 상태로 장시간 정차해 있는 동안 외기온도 차이(하강)가 상대적으로 크게 발생하는 오버나이트 소크(overnight soak) 시 외기온도 및 연료온도가 낮아짐에 의해 하강한 연료탱크(1)내 압력으로 인해, 연료 누설이 없는 경우 감지스위치(9)가 닫히도록 구성되고, 연료 누설이 있는 경우 상기 감지스위치(9)가 열림 상태를 유지하도록 구성된다.

따라서, 외부온도 등의 다른 모든 조건이 충족되었을 때, 감지스위치(9)가 닫힌 경우에는 연료 누설이 없는 것으로 판단하고, 감지스위치(9)가 열린 경우에는 연료 누설이 있는 것으로 판단하게 된다.

그런데, 상기 감지스위치(9)에 열림 고착이 발생하는 경우, 연료탱크(1) 내 압력이 대기압보다 낮아져 연료 시스템에 부압이 발생하는 조건에서도 감지스위치(9)가 열림 상태를 유지함에 의해 연료 누설에 진단 오류가 발생하게 된다.

이에 본 발명에서는 오버나이트 소크 시와 같이 연료탱크(1)내 압력이 대기압보다 낮아짐에 따라 연료탱크(1)내 부압이 형성되어 감지스위치가 닫힘 상태로 전환되는 것이 정상인 조건에서 열림 상태를 유지하는 경우, 열림 고착에 의한 감지스위치(9)의 고장을 진단할 수 있도록 하고, 또한 솔레노이드 밸브(3)가 구비되지 않은 연료 시스템에서 감지스위치(9)의 고착 고장에 대한 진단 정확성을 증대하기 위해 열림 고착에 의한 감지스위치(9)의 고장을 바로 판단하지 않고, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 듀티(purge duty)(혹은 오픈 듀티)의 상향에 따른 연료탱크(1)내 압력 값을 기준으로 감지스위치의 열림 고착으로 인한 고장을 진단할 수 있도록 한다.

먼저, 도 3을 참조하여 솔레노이드 밸브(3)가 구비되어 있는 연료 시스템에서 리크 검출기(4)의 고장을 진단하는 방법을 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 리크 검출기(4)의 감지스위치(9) 고착에 따른 고장 진단을 위하여, 먼저 솔레노이드 밸브(3)를 닫힘 작동시켜 연료 시스템의 연료 증발 계통을 밀폐시킨다(S110).

상기 솔레노이드 밸브(3)는 캐니스터(2)의 공기 배출 제어를 위한 것으로서 캐니스터 클로즈 밸브(canister close valve)라고도 하며, 캐니스터(2)의 공기배출라인(10)에 설치되어 리크 검출기(4)의 후단측에 배치된다(도 1 참조).

다음, 퍼지 컨트롤 밸브(6)를 작동시켜 퍼지 작동을 시작한다(S120). 이는 엔진 오프 상태로 차량이 수시간 정차해 있는 동안(예를 들어, 오버나이트 소크 시) 연료탱크(1)내 압력이 대기압보다 낮아지는 조건(자연 진공 조건)을 구현하기 위함이다.

상기 퍼지 컨트롤 밸브(6)는 캐니스터(2)의 연료 가스 배출 제어를 위한 것으로서 캐니스터(2)의 연료배출라인(11)에 설치되어 캐니스터(2)의 후단(혹은 하류)에 배치되고, 퍼지 작동에 의해 일정 주기로 열리면서 캐니스터(2)에서 포집한 연료 가스를 엔진(7)의 흡기매니폴드측으로 내보내게 된다(도 1 참조).

다시 말해, 연료탱크(1)의 자연 진공 조건을 구현하기 위해 상기 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 작동을 시작한다.

솔레노이드 밸브(3)를 닫힘 작동시켜 연료 시스템의 연료 증발 계통을 밀폐시킨 상태에서 퍼지 컨트롤 밸브(6)가 일정 주기로 개방되어 캐니스터(2)의 연료 가스를 엔진(7)측으로 배출함에 따라 연료탱크(1)내 압력이 점차 감소하여 부압이 형성되게 된다.

따라서, 연료탱크(1)에 장착된 압력센서(5)를 이용하여 연료탱크(1)내 압력을 검출하고, 검출한 연료탱크(1)내 압력값을 설정된 제1기준압력값(p1)과 비교한다(S130).

비교 결과, 연료탱크(1)내 압력이 제1기준압력값(p1)을 초과하면 연료탱크(1)의 연료주입구를 닫고 있는 연료캡이 오픈되어 연료 증발 계통이 밀폐되지 않은 상태라고 판단하고(S140), 연료탱크(1)내 압력이 제1기준압력값(p1) 이하이면 리크 검출기(4)내 감지스위치(9)의 열림/닫힘 작동 상태를 검출한다(S150).

이때, 감지스위치(9)의 열림/닫힘 작동 상태는 감지스위치(9)의 작동 신호를 기반으로 검출할 수 있다.

여기서, 상기 제1기준압력값(p1)은 연료탱크(1)의 부압 발생을 판단할 수 있는 압력값으로서 설정되며, 예를 들어 대기압 미만의 압력값으로서 설정될 수 있다.

검출 결과, 감지스위치(9)가 열림 상태이면 감지스위치(9)의 열림 고착에 의한 고장을 판단한다(S160). 그리고, 검출 결과, 상기 감지스위치(9)가 닫힘 상태이면 열림 고착에 의한 고장이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 이어서 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 작동을 중단시키고(S170) 솔레노이드 밸브(3)를 오픈시켜(S180) 감지스위치(9)의 닫힘 고착에 따른 고장 여부를 판단하는 과정을 진행할 수 있도록 한다.

퍼지 컨트롤 밸브(6)의 작동이 중단된 상태에서 솔레노이드 밸브(3)를 오픈시켜 연료탱크(1)내 압력을 연속적으로 또는 일정 주기로 검출하고, 검출한 연료탱크(1)내 압력값을 제3기준압력값(p3)과 비교한다(S190).

비교 결과 연료탱크(1)내 압력값이 제3기준압력값(p3) 이상이 되면, 감지스위치(9)의 작동 상태를 검출하고(S200), 검출 결과 감지스위치(9)가 열림 상태이면 감지스위치(9)의 닫힘 고착에 의한 고장 발생이 없는 정상 상태인 것으로 진단하고(S210), 검출 결과 감지스위치(9)가 닫힘 상태이면 닫힘 고착에 의한 감지스위치(9) 고장이 발생한 것으로 진단한다(S220).

이는 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 작동이 중단되고 솔레노이드 밸브(3)가 오픈됨에 따라 연료탱크(1)내 압력이 상승하여 대기압 이상이 되면 감지스위치(9)가 열림 상태인 것이 정상이기 때문이다.

여기서, 상기 제3기준압력값(p3)은 감지스위치(9)가 고착에 의한 고장이 없는 정상 상태일 때 닫힘 상태에서 열림 상태로 변경되는 압력값으로서 설정되며, 예를 들어 대기압 이상의 압력값으로서 설정될 수 있다.

이와 같이, 솔레노이드 밸브(3)의 닫힘 상태에서 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 작동에 의해 연료탱크(1)내 부압이 형성될 때 감지스위치(9)의 상태 정보에 기초하여 감지스위치(9)의 열림 고착에 의한 고장 여부를 판단하고, 이후 상기 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 작동을 중단하고 솔레노이드 밸브(3)를 오픈한 상태에서 그에 따른 연료탱크(1)내 압력값 및 감지스위치(9)의 상태 정보에 기초하여 감지스위치(9)의 닫힘 고착에 의한 고장 여부를 판단할 수 있다.

여기서, 도 4를 참조하여 솔레노이드 밸브(3)가 구비되어 있지 않는 연료 시스템에서 리크 검출기(4)의 고장을 진단하는 방법을 설명하기로 한다.

캐니스터(2)의 공기배출라인(10)에 솔레노이드 밸브(3)가 설치되어 있지 않는 경우, 솔레노이드 밸브(3)의 닫힘 작동에 의해 공기배출라인(10)을 폐쇄하여 연료 증발 계통을 밀폐시키지 않더라도, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 작동에 의해 연료탱크(1)내에 일정 부압을 형성시킬 수 있다.

이에 도 4에 보듯이, 먼저 연료탱크(1)의 부압 및 자연 진공 조건을 구현하기 위해 퍼지 컨트롤 밸브(6)를 작동시켜 퍼지 작동을 시작한다(S10).

이때, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 듀티는 제1듀티(d1)로 제어한다(S11). 상기 제1듀티(d1)는 연료탱크(1)를 포함한 연료 시스템의 일정 부압 발생을 위한 값으로서 정해진다.

다음, 연료탱크(1)에 장착된 압력센서(5)를 이용하여 연료탱크(1)내 압력을 검출한다.

연료탱크(1)내 부압 발생을 판단할 수 있는 압력값(예를 들어, 대기압 미만의 압력값)으로서 설정된 제1기준압력값(p1)과 연료탱크(1)내 압력값을 비교하여(S12), 연료탱크(1)내 압력이 제1기준압력값(p1)을 초과하면 연료탱크(1)의 연료주입구를 닫고 있는 연료캡이 오픈되어 연료 증발 계통이 밀폐되지 않은 상태라고 판단하고(S13), 연료탱크(1)내 압력이 제1기준압력값(p1) 이하이면 리크 검출기(4)내 감지스위치(9)의 열림/닫힘 작동 상태를 검출한다(S14).

검출 결과, 감지스위치(9)가 닫힘 상태이면 열림 고착에 의한 감지스위치(9)의 고장이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 이어서 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 작동을 중단시켜(S19) 감지스위치(9)의 닫힘 고착에 따른 고장 여부를 판단하는 과정을 진행할 수 있도록 한다.

그리고, 결출 결과, 감지스위치(9)가 열림 상태이면 바로 열림 고착에 의한 고장을 판단하지 않고, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 듀티의 상향에 따른 연료탱크(1)내 압력 값을 검출하여 파악한다.

구체적으로, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 듀티를 제1듀티(d1)보다 큰 값으로서 정해진 제2듀티(d2)로 제어하고(S15), 이에 따른 연료탱크(1)내 압력을 제1기준압력값(p1)보다 일정치 이상 작은 값으로서 설정된 제2기준압력값(p2)과 비교한다(S16).

여기서, 상기 제2기준압력값(p2)의 경우 퍼지 듀티의 변동(제1듀티->제2듀티)에 따른 연료탱크(1)내 압력 변동(감소)을 고려하여 감지스위치(9)의 열림 고착 여부를 판단하기에 적절한 압력값으로서 정해진다.

다시 말해, 상기 제2기준압력값(p2)은 감지스위치(9)가 닫힘 상태로 전환되어 닫힘 상태를 유지하게 되는 압력값으로서 설정된다.

예를 들어, 제2기준압력값(p2)은 연료 누설 미발생 조건에서 퍼지 듀티를 제2듀티로 설정 시 연료탱크(1)내에 형성되는 부압에 상응하는 압력값으로서 정해진다.

비교 결과, 연료탱크(1)내 압력값이 제2기준압력값(p2) 이상이면 연료캡이 오픈되어 연료 증발 계통이 밀폐되지 않은 상태라고 판단하고(S13), 연료탱크(1)내 압력값이 제2기준압력값(p2) 미만이면 감지스위치(9)의 작동 상태(열림 여부)를 판단한다(S17).

판단 결과, 감지스위치(9)가 열림 상태이면 감지스위치(9)의 열림 고착에 따른 고장이 발생한 것으로 진단하고(S18), 감지스위치(9)가 닫힘 상태이면 감지스위치(9)의 열림 고착에 따른 고장이 미발생한 것으로 진단하고 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 작동을 중단시킨다(S19).

이는 연료탱크(1)내 부압이 형성된 상태에서 퍼지 듀티의 상향 변경 시, 연료탱크(1)내 압력이 정상 수준으로 감소됨은 연료 누설이 없음을 의미하는 것이므로, 이러한 상황에서도 감지스위치(9)가 열림 상태이면 열림 고착이 발생한 것임을 정확하게 진단할 수 있기 때문이다.

좀더 말하면, 캐니스터(2)의 공기배출라인(10)에 솔레노이드 밸브(3)가 구비되어 있지 않은 경우, 솔레노이드 밸브(3)를 이용하여 연료 증발 계통을 밀폐시킨 경우에 비해, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 작동에 의해 형성되는 부압이 감지스위치(9)의 열림 고착을 판단하기에 부족할 수 있다. 따라서, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 듀티를 상향시켜 엔진(7)측으로 퍼지되는 연료 가스를 증가시켜 퍼지 작동에 의해 형성되는 부압 크기를 높임으로써 감지스위치(9)의 열림 고착에 의한 고장을 정확하게 판단할 수 있다.

그 다음, 상기 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 작동이 중단된 상태(S19)에서 연료탱크(1)내 압력을 연속적으로 또는 일정 주기로 검출(모니터링)하여 설정된 제3기준압력값(p3)과 비교하고(S20), 연료탱크(1)내 압력이 제3기준압력값(p3) 이상이 되면 감지스위치(9)의 작동 상태를 검출한다(S21).

이때, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 작동이 중단됨에 따라 연료탱크(1)내 압력이 상승되어 제3기준압력값(p3) 이상이 되면 감지스위치(9)가 열림 상태로 전환되는 것이 정상이므로, 감지스위치(9)가 열림 상태이면 감지스위치(9)가 고착에 의한 고장 발생이 없는 정상 상태인 것으로 진단하고(S22), 감지스위치(9)가 닫힘 상태이면 닫힘 고착에 의한 고장이 발생한 것으로 진단한다(S23).

여기서, 상기 제3기준압력값(p3)은 감지스위치(9)가 고착에 의한 고장이 없는 정상 상태일 때 닫힘 상태에서 열림 상태로 변경되는 압력값으로서 설정되며, 예를 들어 대기압 이상의 압력값으로서 설정될 수 있다.

즉, 상기 제3기준압력값(p3)은 연료탱크(1)내에 형성된 부압이 해제된 상태일 때의 압력값으로서 제1기준압력값(p1)보다 큰 압력값으로 설정된다.

다시 말해, 상기 제3기준압력값(p3)은 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 작동에 의해 형성된 연료탱크(1)내 부압이, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 작동이 중단됨에 따라, 해제되어 감지스위치(9)가 열림 상태이면 정상인 것으로 판단할 수 있는 값으로서 정해진다.

이와 같이 본 발명에서는 연료탱크(1)내 부압이 형성되어 감지스위치(9)가 닫힘 상태가 되는 것이 정상일 때 감지스위치(9)가 열림 상태이면, 감지스위치(9)의 열림 고착을 바로 판단하지 않고, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 듀티의 변동에 따른 연료탱크(1)내 압력 값을 기준으로 감지스위치(9)의 열림 고착으로 인한 고장을 정확하게 진단함으로써 연료 누설에 대한 진단 오류를 방지할 수 있다.

좀더 설명하면, 감지스위치(9)의 열림 고착을 판단하는 과정에서, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 듀티를 상향 제어하여 연료탱크(1)내에 압력 감소를 확인함으로써 감지스위치(9)의 열림 고착 여부를 2번에 걸쳐 정확하게 판단할 수 있으며, 이러한 이중 판단 과정을 통해 솔레노이드 밸브(3)가 미구비된 연료 시스템에서 감지스위치(9)의 열림 고착으로 인한 고장을 정확하게 진단할 수 있다.

이렇게 감지스위치(9)의 고착 고장 진단의 정확성이 확보되고 진단 오류가 방지됨에 따라 리크 검출기(4)내 고장 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 진단 오류로 인한 불필요한 리크 검사 및 부품 교체를 방지함으로써 감지스위치(9)의 단품 고장으로 인한 연료 시스템의 리크 검사 및 부품 교체를 줄이고 관리 비용을 절감할 수 있으며, 아울러 현재 생산중인 차량에 별도 부품 추가 없이 적용 가능하여 추가 비용을 발생하지 않고 적용가능한 이점이 있다.

이러한 리크 검출기(4)의 고장 진단 방법은 연료 시스템내 솔레노이드 밸브(3)의 클로즈 조건을 만족할 필요가 없기 때문에 캐니스터(2)의 후단(혹은 하류)에 솔레노이드 밸브(3)가 구비되지 않은 연료 시스템에도 적용 가능하다. 이는 연료탱크(1)내 압력이 자연 진공 조건을 만족하는 즉시 감지스위치(9)의 열림 고착을 판단하는 것이 아니라, 연료탱크내 압력이 자연 진공 조건을 만족할 때 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 퍼지 듀비를 상향 제어함에 따른 연료탱크(1)내 압력 변동을 파악하여 감지스위치(9)의 열림 고착을 판단하기 때문에 연료 증발 계통의 밀폐를 위해 솔레노이드 밸브(3)를 이용하여 공기배출라인(10)의 개폐를 별도로 제어할 필요없기 때문이다.

한편, 도면으로 나타내지는 않았으나, 상기와 같은 본 발명의 리크 검출기 고장 진단을 위한 차량내 제어부(미도시함)는, 퍼지 컨트롤 밸브(6)의 작동 제어를 위한 밸브 제어부와, 감지스위치(9)의 상태 정보를 수신하는 스위치 상태 수신부, 및 연료탱크(1)내 압력을 검출하는 압력센서(5)의 검출 신호와 감지스위치(9)의 상태 신호에 기초하여 감지스위치(9)의 열림 고착 또는 닫힘 고착으로 인한 고장 여부를 판단하는 스위치 고착 판단부를 포함하여 구축될 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 연료탱크
2 : 캐니스터
3 : 솔레노이드 밸브
4 : 리크 검출기(NVLD)
5 : 압력센서
6 : 퍼지 컨트롤 밸브
7 : 엔진
8 : 다이어프램
9 : 감지스위치
10 : 공기배출라인
11 : 연료배출라인

Claims (15)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 캐니스터의 공기배출라인에 설치되어 연료탱크 내 부압이 형성되면 닫힘 상태가 되는 리크 검출기(NVLD)의 감지스위치 고착에 따른 고장 진단을 위하여,
   캐니스터에 포집된 연료 가스를 엔진 측으로 배출하기 위한 퍼지 컨트롤 밸브;
   상기 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동에 따른 연료탱크 내 압력을 검출하는 압력센서;
   상기 퍼지 컨트롤 밸브의 작동에 의해 연료탱크 내 압력이 제1기준압력값 이하가 되어 연료탱크 내에 부압이 형성될 때 상기 감지스위치가 열림 상태이면, 상기 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 듀티를 상향 제어하고, 퍼지 듀티 상향에 따른 연료탱크 내 압력값 및 감지스위치의 상태 정보에 기초하여 감지스위치의 고착에 의한 고장 여부를 판단하는 제어부;를 포함하며,
   상기 제어부는 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 듀티 상향에 따른 연료탱크 내 압력이 상기 제1기준압력값보다 일정치 이상 작은 제2기준압력값 미만일 때 상기 감지스위치가 열림 상태이면 상기 감지스위치의 열림 고착을 진단하는 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템.
   
7. 삭제
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 제어부는 퍼지 듀티 상향에 따른 연료탱크내 압력이 제2기준압력값 미만이고 감지스위치가 닫힘 상태이면, 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동 중단에 따른 연료탱크내 압력값 및 감지스위치의 상태 정보에 기초하여 감지스위치의 닫힘 고착 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제어부는 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동 중단에 따른 연료탱크내 압력값이 감지스위치가 열림 상태로 전환되는 압력값으로서 설정된 제3기준압력값 이상이고 감지스위치가 닫힘 상태이면, 상기 감지스위치의 닫힘 고착을 진단하는 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는 연료탱크내 압력값이 제3기준압력값 이상이고 감지스위치가 열림 상태이면 상기 감지스위치가 정상인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 시스템.
    
11. 캐니스터의 공기배출라인에 설치되어 연료탱크 내 부압이 형성되면 닫힘 상태가 되는 리크 검출기(NVLD)의 감지스위치 고착에 따른 고장 진단을 위하여,
    캐니스터에 포집된 연료 가스를 엔진 측으로 배출하기 위한 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동을 시작하는 제1단계;
    상기 퍼지 작동에 의해 연료탱크 내 압력이 제1기준압력값 이하가 되어 연료탱크 내에 부압이 형성되면 상기 감지스위치의 작동 상태를 검출하는 제2단계;
    상기 연료탱크 내에 부압이 형성될 때 상기 감지스위치가 열림 상태이면, 상기 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 듀티를 상향 제어하여 퍼지 듀티 상향에 따른 연료탱크 내 압력값 및 감지스위치의 상태 정보에 기초하여 상기 감지스위치의 고착에 의한 고장 여부를 판단하는 제3단계;를 포함하며,
    상기 제3단계는,
    퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 듀티를 상기 제1단계의 퍼지 듀티보다 상향시키는 단계;
    상기 퍼지 듀티의 상향에 따른 연료탱크 내 압력값이 상기 제1기준압력값보다 작은 값을 가지는 제2기준압력값 미만이면, 감지스위치의 작동 상태를 재검출하는 단계;
    상기 감지스위치가 열림 상태이면 감지스위치의 열림 고착을 진단하는 단계;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 방법.
    
12. 삭제
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2단계의 검출 결과, 또는 상기 제3단계의 검출 결과, 감지스위치가 닫힘 상태이면 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동 중단에 따른 연료탱크내 압력값 및 감지스위치의 상태 정보에 기초하여 감지스위치의 닫힘 고착 여부를 판단하는 제4단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 방법.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제4단계는, 퍼지 컨트롤 밸브의 퍼지 작동 중단에 따른 연료탱크내 압력을 검출하는 단계;
    상기 연료탱크내 압력이 감지스위치가 열림 상태로 전환되는 압력값으로서 설정된 제3기준압력값 이상이면 상기 감지스위치의 작동 상태를 검출하는 단계;
    상기 감지스위치가 닫힘 상태이면 감지스위치의 닫힘 고착을 진단하는 단계;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 방법.
    
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제4단계는, 연료탱크내 압력이 제3기준압력값 이상이고 감지스위치가 열림 상태이면, 감지스위치가 정상인 것으로 진단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 누설 검출 장치의 고장 진단 방법.
    

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