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KR20220032232A - 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법 및 차량 - Google Patents

냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법 및 차량 Download PDF

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KR20220032232A
KR20220032232A KR1020200113775A KR20200113775A KR20220032232A KR 20220032232 A KR20220032232 A KR 20220032232A KR 1020200113775 A KR1020200113775 A KR 1020200113775A KR 20200113775 A KR20200113775 A KR 20200113775A KR 20220032232 A KR20220032232 A KR 20220032232A
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KR
South Korea
Prior art keywords
torque reserve
diagnosis
cold start
torque
reduction system
Prior art date
Application number
KR1020200113775A
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English (en)
Inventor
구본창
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Publication date
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Priority to US17/232,959 priority patent/US11615652B2/en
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Abstract

본 발명의 차량(1)에 적용된 시스템 진단장치(10)를 활용한 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법은 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)을 구성하는 전기부하장치의 작동, 알터네이터의 작동, 퍼지밸브의 작동, 에어컨의 작동, 변속기의 변속 상태 및 엔진의 냉각수온 상태 중 어느 하나에 의해 냉시동 시 점화시기에 대해 확인된 토크리저브(A) 대비 토크리저브 변동을 확인하고, 토크리저브 변동을 전기부하장치, 알터네이터, 퍼지밸브 및 에어컨 중 어느 하나에 대한 고장 또는 정상을 확인하여 냉시동 E/M 저감 시스템 이상여부에 적용함으로써 냉시동 E/M 저감을 위한 부품들에 대한 고장 진단 정확성을 확보하고, 특히 토크 리져브 진단 조건을 시동 꺼짐 발생이 없어 부하 변동이 없는 상태로 제한함으로써 급격한 토크 리저브 축소가 발생하는 시동 꺼짐에 의한 오진단 방지도 이루어지는 특징이 구현된다.

Description

냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법 및 차량{Method for Failure Diagnosis of Cold Start Emission Reduction System and Vehicle Thereof}
본 발명은 냉시동 제어에 관한 것으로, 특히 MBT(Maximum Brake Torque) 대비 지연(Retard)된 아이들 토크 리저브 대비 유해가스 저감 시스템 동작에 의한 아이들 토크 리저브 변화로 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단이 구현되는 차량에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 냉시동(cold start)은 유해가스(Emission)의 발생이 증가하므로 이를 저감을 위한 냉시동 제어가 수행되고 있다.
일례로 상기 냉시동 제어는 엔진 RPM(Revolution per Minute)을 기반으로 하여 냉시동 시스템 고장 진단을 수행하고, 상기 냉시동 시스템 고장 진단은 연료 분사를 위한 인젝터(Injector), 연연소를 위한 점화 플러그(Ignition Plug), 캠의 진/지각 위상 타이밍을 조절하는 CVVT(Continuously Variable Valve Timing) 시스템 등에 대해 수행하여 준다.
따라서 상기 냉시동 제어는 냉시동 시스템 고장 진단을 통해 냉시동 시 유해가스(Emission)의 증가를 억제하는데 기여한다.
일본특개 JP 2010-216419 A (2010.09.30)
하지만, 상기 냉시동 시스템 고장 진단은 각각의 부품이 서로 연관을 줌으로써 각각의 부품이 고장은 아니지만 시스템적으로는 유해가스(Emission)가 증가되는 시스템 고장의 발생을 진단하기에 어려움을 갖는 방식이다.
특히 최근 강화된 환경 규제로 인해 CSER(Cold Start Emission Reduction) 시스템 고장 진단(예, 북미 법규)이 필수적인 항목으로 적용됨으로써 고장이 아닌 상태에서 시스템적으로 유해가스(Emission) 증가를 가져오는 현상에 대한 해소가 요구되고 있다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 MBT(Maximum Brake Torque) 대비 지연(Retard)된 토크 리저브가 급격하게 축소됨으로 냉시동 E/M 저감을 위한 부품들의 고장 발생을 판정함으로써 진단 정확성을 확보하고, 특히 토크 리져브 진단 조건을 시동 꺼짐 발생이 없어 부하 변동이 없는 상태로 제한함으로써 급격한 토크 리저브 축소가 발생하는 시동 꺼짐에 의한 오진단 방지도 이루어지는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법 및 차량의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법은 엔진의 냉시동 시 컨트롤러에 의해 점화시기에 대한 토크리저브가 확인되는 단계; 및 전기부하장치의 작동, 알터네이터의 작동, 퍼지밸브의 작동, 에어컨의 작동, 변속기의 변속 상태 및 엔진의 냉각수온 상태 중 어느 하나에 의해 상기 토크리저브 대비 토크리저브 변동을 확인하고, 상기 토크리저브 변동을 상기 전기부하장치, 상기 알터네이터, 상기 퍼지밸브 및 상기 에어컨 중 어느 하나에 대한 이상여부로 확인하는 토크 리저브 모니터링 제어 단계;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 토크리저브는 MBT(Maximum Brake Torque) 대비 지연(Retard)된 아이들 토크 점화시기이다. 상기 점화시기의 확인은 상기 냉시동 시 엔진 회전수와 엔진 부하를 확인하여 이루어진다.
바람직한 실시예로서, 상기 토크 리저브 모니터링 제어 단계는, 상기 전기부하장치, 상기 알터네이터, 및 상기 퍼지밸브 중 어느 하나에 대한 작동으로 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 제1 시스템 진단 제어 단계, 상기 에어컨에 대한 작동 또는 상기 변속 상태와 상기 냉각수온 중 어느 하나의 적용으로 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 제2 시스템 진단 제어 단계, 및 상기 토크리저브 진단 지속으로 상기 토크리저브 변동을 확인하고, 상기 이상여부가 냉시동 E/M 저감 시스템 정상 또는 냉시동 E/M 저감 시스템 고장으로 확인되는 토크 리저브 변화 검증 단계로 수행된다.
바람직한 실시예로서, 상기 제1 시스템 진단 제어 단계는, 상기 전기부하장치를 작동시키고, 전기부하장치 작동에 제1 유지시간을 적용하여 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 전기부하장치 진단 단계, 상기 알티네이터에서 발생된 여자전류 변동량을 확인하고, 상기 여자전류 변동량에 제2 유지시간을 적용하여 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 알티네이터 진단 단계, 및 상기 퍼지밸브를 작동시키고, 퍼지밸브 작동에 제3 유지시간을 적용하여 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 퍼지밸브 진단 단계로 수행된다.
바람직한 실시예로서, 상기 제1 유지시간, 상기 제2 유지시간 및 상기 제3 유지시간의 각각이 초(Second) 단위로 동일한 값이 적용된 설정값(Threshold)의 시간보다 길게 유지될 때 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)으로 확인된다.
바람직한 실시예로서, 상기 제1 유지시간, 상기 제2 유지시간 및 상기 제3 유지시간의 각각이 설정값(Threshold)의 시간보다 짤게 유지될 때 토크리저브 진단 중지로 전환된다.
바람직한 실시예로서, 상기 제2 시스템 진단 제어 단계는, 상기 에어컨의 A/C ON/OFF 동작을 확인하고, 에어컨 작동에 제4 유지시간을 적용하여 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 에어컨 진단 단계, 상기 변속기의 변속단을 확인하고, D 단 시 토크리저브 진단 중지로 전환되는 변속기 진단 단계, 및 상기 변속기가 D 단이 아닌 경우 상기 엔진의 냉각수온을 확인하여 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 엔진 진단 단계로 수행된다.
바람직한 실시예로서, 상기 제4 유지시간이 초(Second) 단위로 적용된 설정값(Threshold)의 시간보다 길게 유지될 때 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)으로 확인된다.
바람직한 실시예로서, 상기 냉각수온은 엔진 웜업 이하 온도가 적용된다.
바람직한 실시예로서, 상기 토크 리저브 변화 검증 단계는, 상기 토크리저브 변동의 확인에 변동 설정값(Threshold)이 적용되는 단계, 상기 토크리저브 변동에 제5 유지시간이 적용되는 단계, 상기 토크리저브 변동의 값이 상기 변동 설정값보다 크거나 또는 상기 제5 유지시간이 설정값(Threshold)의 시간보다 짧게 유지될 때, 상기 냉시동 E/M 저감 시스템 정상이 판단되는 아이들 토크리저브 정상 확인 단계, 및 상기 토크리저브 변동의 값이 상기 변동 설정값보다 작은 상태에서 상기 제5 유지시간이 설정값(Threshold)의 시간보다 길게 유지될 때, 상기 냉시동 E/M 저감 시스템 고장이 판단되는 아이들 토크리저브 비정상 확인 단계로 수행된다.
바람직한 실시예로서, 상기 변동 설정값(Threshold)은 지연각도 증가에 대한 각도가 적용된다.
바람직한 실시예로서, 상기 설정값(Threshold)의 시간은 초(Second) 단위로 적용된다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량은 전기부하장치, 알터네이터, 퍼지밸브, 에어컨, 변속기 및 엔진 중 어느 하나 이상으로 구성된 냉시동 E/M 저감 시스템; 및 상기 전기부하장치의 작동, 상기 알터네이터의 작동, 상기 퍼지밸브의 작동, 상기 에어컨의 작동, 상기 변속기의 변속 상태 및 상기 엔진의 냉각수온 상태 중 어느 하나에 의해 냉시동 시 점화시기에 대해 확인된 토크리저브(A) 대비 토크리저브 변동을 확인하고, 상기 토크리저브 변동을 상기 전기부하장치, 상기 알터네이터, 상기 퍼지밸브 및 상기 에어컨 중 어느 하나에 대한 고장 또는 정상을 확인하여 냉시동 E/M 저감 시스템 이상여부에 적용하는 시스템 진단장치가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 시스템 진단장치는 상기 냉시동 E/M 저감 시스템 이상여부를 위해 토크리저브 모니터링으로 상기 토크리저브 변동을 확인하는 컨트롤러, 상기 토크리저브(A)를 확인하여 상기 컨트롤러에 제공하는 진단 조건 입력기. 및 아이들 토크 리저브 고장 진단 중지 조건을 상기 컨트롤러에 제공하여 상기 토크리저브 모니터링가 중지되도록 하는 중지 조건 입력기를 포함한다.
바람직한 실시예로서, 상기 진단 조건 입력기는 최적 점화시기(Maximum Brake Torque)에서 지연(Retard)된 현재점화시기를 뺀 값으로 상기 토크리저브를 계산하고, 상기 최적 점화시기(Maximum Brake Torque)와 상기 지연(Retard)은 토크-점화시기 선도에서 확인된다.
바람직한 실시예로서, 상기 중지 조건 입력기는 상기 아이들 토크 리저브 고장 진단 중지 조건에 전기부하의 급격한 변화 구간, 브레이크 작동 구간, 퍼지 On/Off 구간, A/C On/Off 구간, D 단 구간 및 냉각수온 구간 중 어느 하나를 적용한다.
이러한 본 발명의 차량에 적용된 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단은 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.
첫째, MBT(Maximum Brake Torque) 대비 지연(Retard)된 아이들 토크 리저브 모니터링을 통해서 냉시동 E/M 저감/축소 제어 시스템의 고장 진단이 가능하다. 둘째, 시동꺼짐 발생이 없는 구간이면서 부하 변동이 없는 상태인 P/N 단 아이들 조건에서 토크 리저브 축소 발생 상태가 확인됨으로써 시스템 고장 진단의 정확성이 확보된다. 셋째, 아이들 토크 리저브 모니터링 시 발생되는 순간적인 토크 리저브 축소가 냉시동 E/M 저감/축소 제어 시스템의 동작과 연동됨으로써 개별적인 시스템 고장 진단이 가능하다. 넷째, CSER(Cold Start Emission Reduction) 시스템 고장 진단(예, 북미 법규)의 의무적용이 요구되는 추세에 맞춰 북미 강화 OBD 대응이 가능하다. 다섯째, 냉시동 E/M 저감을 위한 부품들의 불안정과 외란 발생에 대한 보상으로 작동되는 토크 리저브 기능이 활용됨으로써 시스템 및 로직적 변화를 크지 발생시키지 않은 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단을 수행하는 시스템 진단 장치가 구비된 차량의 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 아이들시의 점화시기가 최적 점화시기(Maximum Brake Torque) 대비 지연(retard) 됨을 나타낸 토크-점화시기 선도의 예이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법 중 토크 리저브 모니터링 수행 로직의 상세 순서도이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법은 엔진의 냉시동 시 엔진 회전수(RPM)/엔진 부하에 기반 한 점화시기를 기준으로 적용한 토크리저브 적용 제어(S10~S30)를 수행한 후, 이어 냉시동 E/M 저감 시스템의 구성요소에 대한 토크 리저브 모니터링 제어(S40)를 수행함으로써 시스템의 이상여부를 고장이 없는 냉시동 E/M 저감 시스템 정상 확인(S50-1) 또는 고장이 있는 냉시동 E/M 저감 시스템 고장 확인(S50-2)으로 구분하는 시스템 진단(S50-1,S50-2)이 이루어짐을 특징으로 한다.
특히 상기 토크 리저브 모니터링 제어(S40)는 CSER(Cold Start Emission Reduction)의 토크 리져브 진단조건을 P단이나 N단 아이들로 제한을 하여 진단하고, 이를 통해 CSER 아이들 토크 리저브 진단을 위해서 아이들시 토크 리저브양의 변동을 계산하여 급격한 토크리저브 변동여부를 확인할 때 시동 꺼짐 방지를 위해 제어를 하는 구간에서는 고장진단을 중지함으로써 급격한 토크리저브 축소가 발생되는 시동 꺼짐의 상황에 대한 오진단이 방지될 수 있도록 한다.
따라서 상기 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법은 냉시동 E/M 저감을 위한 부품들의 불안정과 외란 발생에 대한 보상이 이루어지는 토크 리저브 기능의 작동에 대한 토크 리저브 모니터링으로 토크 리저브의 급격한 축소 현상이 확인되고, 이를 이용하여 토크 리저브의 급격한 축소 발생을 냉시동 유해가스 저감 시스템에 대한 고장 판정에 적용함을 특징으로 한다.
도 2를 참조하면, 차량(1)은 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)의 각 구성요소 들을 개별적으로 제어하는 시스템 진단장치(10)가 포함된다.
구체적으로 상기 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)은 전기부하장치, 알터네이터, 퍼지밸브, 에어컨, 변속기 및 엔진 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
일례로 상기 전기부하장치는 히트 펌프나 PTC(Positive Temperature Coefficient) 또는 EHC(Electrically Heated Catalyst) 등과 같은 히터 종류이다. 상기 알터네이터(Alternator)는 배터리의 SOC(State Of Charge) 충전을 위한 구동을 포함한다. 상기 퍼지밸브는 연료탱크의 증발가스가 엔진의 연소실로 공급되도록 퍼지 라인을 개폐 제어한다. 상기 에어컨은 공조장치이며, 상기 변속기는 변속을 수행하고, 상기 엔진은 내연기관으로 차량의 동력원이다.
구체적으로 상기 시스템 진단장치(10)는 컨트롤러(20), 진단 조건 입력기(30) 및 중지 조건 입력기(40)를 포함한다.
일례로 상기 컨트롤러(20)는 점화시기 측정 확인 제어(S10~S3), 토크 리저브 모니터링 제어(S40), 냉시동 E/M 저감 시스템 정상/고장 확인(S50-1,S50-2)등을 위한 로직이 프로그래밍으로 저장된 메모리를 연계하여 제어를 위한 데이터 검출과 산출 및 계산을 수행하는 중앙처리장치로 동작한다.
이를 위해 상기 컨트롤러(20)는 진단 활성 프로세서(21), 스위치(22), 모니터링 프로세서(23), 스위치 프로세서(24) 및 진단 중지 프로세서(25)로 이루어진다. 이 경우 상기 진단 활성 프로세서(21), 상기 스위치(22), 상기 모니터링 프로세서(23), 상기 스위치 프로세서(24) 및 상기 진단 중지 프로세서(25)에 대한 구체적인 동작은 이후 설명된다.
일례로 상기 진단 조건 입력기(30)는 엔진RPM, 엔진 부하량(예, Relative Engine Load), 점화시기, 토크리저브 중 어느 하나 이상을 컨트롤러(20)에 입력정보로 전송한다.
이를 위해 상기 진단 조건 입력기(30)는 엔진 조건 프로세서(31), 점화 조건 프로세서(32) 및 토크 리저브 조건 프로세서(33)로 이루어진다. 이 경우 상기 엔진 조건 프로세서(31), 상기 점화 조건 프로세서(32) 및 상기 토크 리저브 조건 프로세서(33)에 대한 구체적인 동작은 이후 설명된다.
일례로 상기 중지 조건 입력기(40)는 아이들 토크 리저브 고장 진단 중지 신호를 발생하여 스위치 프로세서(24)로 전달한다. 이 경우 상기 중지 조건 입력기(40)의 아이들 토크 리저브 고장 진단 중지 신호 발생의 조건에 대한 구체적인 상황은 이후 설명된다.
이하 도 1의 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법을 도 2 내지 도 6을 참조로 상세히 설명한다. 이 경우 제어주체는 시스템 진단장치(10)의 컨트롤러(20)이고, 제어대상은 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)의 전기부하장치, 알터네이터, 퍼지밸브, 에어컨, 변속기 및 엔진 중 어느 하나 이상이다.
도 1을 참조하면, 컨트롤러(20)는 엔진의 냉시동 시 토크리저브 적용 제어(S10~S3)를 시작하고, 상기 토크리저브 적용 제어(S10~S3)는 S10의 엔진정보 읽음 단계, S20의 점화시기 확인 단계, S30의 토크리저브 확인 단계로 수행한다.
도 2를 참조하면, 컨트롤러(20)는 진단 활성 프로세서(21)를 통해 진단 조건 입력기(30)의 엔진 조건 프로세서(31)와 점화 조건 프로세서(32) 및 토크 리저브 조건 프로세서(33)에서 발생한 정보를 확인하여 준다.
그러므로 컨트롤러(20)는 진단 활성 프로세서(21)를 통해 진단 조건 입력기(30)의 엔진 조건 프로세서(31)에서 확인한 엔진RPM 및 엔진 부하량(예, Relative Engine Load)을 엔진 정보로 하여 엔진정보 읽음(S10)을 수행한다. 또한 컨트롤러(20)는 진단 활성 프로세서(21)를 통해 진단 조건 입력기(30)의 점화 조건 프로세서(32)의 점화시기에서 토크 리저브 조건 프로세서(33)가 확인한 토크리저브)A)를 읽어 점화시기별 토크리저브 확인(S20~S30)을 수행한다.
도 3을 참조하면, 아이들 시 토크-점화시기 선도는 엔진의 아이들 상태에서 토크리저브가 최적 점화시기(MTB: Maximum Brake Torque) 대비 지연(Retard) 됨을 나타낸다.
그러므로 상기 토크 리저브 조건 프로세서(33)에 적용된 토크리저브(A)가 MBT 로부터 지연(Retard)된 아이들 점화시기를 현재점화시기로 하여 하기와 같이 결정됨을 알 수 있다.
토크리저브(A) = MBT - 현재점화시기
이어 컨트롤러(20)는 토크 리저브 모니터링 제어(S40)를 수행하고, 상기 토크 리저브 모니터링 제어(S40)는 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)의 전기부하장치, 알터네이터, 퍼지밸브, 에어컨, 변속기 및 엔진 중 어느 하나의 작동으로 상기 토크리저브(A)(S30)의 값이 변화(또는 급격한 변화)되는지 여부를 확인한다.
최종적으로 컨트롤러(20)는 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)의 작동 상태에서 토크리저브(A)(S30)의 변화(또는 급격한 변화)를 가져오지 않는 경우 S50-1의 냉시동 E/M 저감 시스템 정상 확인 단계로 하여 토크 리저브 모니터링 제어(S40)를 종료하거나 또는 토크리저브(A)(S30)의 변화(또는 급격한 변화)를 가져오는 경우 S50-2의 냉시동 E/M 저감 시스템 고장 단계로 하여 토크 리저브 모니터링 제어(S40)를 종료한다.
특히 컨트롤러(20)는 냉시동 E/M 저감 시스템 고장(S50-2)에 대해 시스템 고장 또는 불량 신호를 출력하고, 상기 시스템 고장 또는 불량 신호로 운전석 클러스터에 구비된 경고등(도시되지 않음)을 점등하여 운전자가 인식할 수 있도록 한다.
한편 도 4 내지 도 6은 컨트롤러(20)가 수행하는 토크 리저브 모니터링 제어(S40)의 구체적인 순서도를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 컨트롤러(20)는 상기 토크 리저브 모니터링 제어(S40)를 도 4의 전기부하장치 진단 단계(S100~S103), 알티네이터 진단 단계(S110~S113), 퍼지밸브 진단 단계(S120~S123)로 구분된 제1 시스템 진단 제어, 도 5의 에어컨 진단 단계(S130~S133), 변속기 진단 단계(S140, S142), 엔진 진단 단계(S150, S152~S153)로 구분된 제2 시스템 진단 제어, 및 도 6의 토크 리저브 변화 검증 단계(S160~S190)를 이용한 시스템 진단 완료 제어로 수행한다.
도 2를 참조하면, 상기 컨트롤러(20), 진단 조건 입력기(30) 및 중지 조건 입력기(40)에서 구현되는 동작은 하기와 같다.
일례로 상기 진단 활성 프로세서(21)는 진단 조건 입력기(30)의 입력정보를 읽어 아이들 토크 리저브 진단을 활성화한다. 상기 스위치(22)는 스위치 프로세서(24)의 신호에 따라 진단 활성 프로세서(21)에 접속되거나 진단 중지 프로세서(25)에 접속되도록 스위칭 동작을 수행한다.
일례로 상기 모니터링 프로세서(23)는 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)를 구성하는 전기부하장치, 알터네이터, 퍼지밸브, 에어컨, 변속기 및 엔진에 대한 작동 상태를 확인하고, 그 결과를 정상 신호 또는 고장 신호로 스위치(22)가 진단 활성 프로세서(21) 또는 진단 중지 프로세서(25)로 스위칭되도록 한다.
일례로 상기 스위치 프로세서(24)는 중지 조건 입력기(40)의 아이들 토크 리저브 고장 진단 중지 신호로 활성화되고, 상기 아이들 토크 리저브 고장 진단 중지 신호로 스위치(22)가 진단 활성 프로세서(21)의 상태에서 진단 중지 프로세서(25)로 스위칭되도록 한다. 상기 진단 중지 프로세서(25)는 스위치(22)와 접점 시 아이들 토크 리저브 진단을 중지하여 준다.
일례로 상기 엔진 조건 프로세서(31)는 엔진RPM 및 엔진 부하량(예, Relative Engine Load)를, 상기 점화 조건 프로세서(32)는 점화시기를, 상기 토크 리저브 조건 프로세서(33)는 토크리저브를 진단 활성 프로세서(21)에 입력정보로 전송한다. 이 경우 상기 토크리저브는 MBT와 현재점화시기의 차이 값이다.
일례로 상기 중지 조건 입력기(40)는 스위치 프로세서(24)로 전달하는 아이들 토크 리저브 고장 진단 중지 신호의 발생 조건을 아래와 같이 하여 그 조건 만족 시 아이들 토크 리저브 고장 진단을 중지하는 신호를 생성한다.
[아래]
(1) 전기부하의 급격한 변화 구간
(2) 차량 정지를 위한 브레이크 작동 구간
(3) 퍼지밸브 On/Off 구간
(4) 에어컨의 A/C On/Off 구간
(5) D단 구간
(6) 엔진 시동 시 엔진의 냉각수온이 60℃ 이상 구간
도 4를 참조하면, 컨트롤러(20)는 상기 제1 시스템 진단 제어를 전기부하장치 진단 단계(S100~S103) -> 알티네이터 진단 단계(S110~S113) -> 퍼지밸브 진단 단계(S120~S123)로 진행한다. 하지만 필요 시 그 진행 순서는 시스템 진단에 미치는 영향이 없으므로 진행 순위를 달리할 수 있다.
구체적으로 상기 전기부하장치 진단(S100~S103)은 S100의 전기부하장치의 작동 On 단계, S101의 전기부하장치의 작동 상태에서 유지시간 확인이 이루어지는 단계, S102의 토크리저브 진단중지 단계, 및 S103의 토크리저브 진단 지속 단계로 수행한다.
일례로 상기 유지시간 확인(S101)은 컨트롤러(30)의 제어 신호 또는 스위치 또는 버튼 조작에 의한 상기 전기부하장치 작동 상태(S100)에서 하기 전기부하장치 상태 확인식을 적용한다.
전기부하장치 상태 확인식: 제1 유지시간 < a ?
여기서 “제1 유지시간”은 컨트롤러(30)의 모니터링 프로세서(23)에서 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)로 출력된 ON 신호에 따른 전기부하장치의 장치구동시간을 모니터링 프로세서(23)에서 확인한 시간이며, “a"는 냉시동 시 전기부하장치에 적용된 전기부하장치 구동 시간 설정값(Threshold)으로 약 2초를 적용한다.
그 결과 컨트롤러(30)는 “제1 유지시간 < a”에서 제1 유지시간이 2초보다 짧게 유지된 경우 토크리저브 진단중지(S102)로 전환하여 로직 실행이 종료되고, 반면 제1 유지시간이 2초보다 길게 유지된 경우 토크리저브 진단 지속(S103)으로 진입하여 S130~S133의 제4 시스템 가동 진단 단계로 이어진다.
구체적으로 상기 알티네이터 진단(S110~S113)은 S110의 전기부하장치 미적용 시 알터네이터 여자전류 변동량 확인이 이루어지는 단계, S111의 알터네이터의 여자전류 변동 상태에서 유지시간 확인이 이루어지는 단계, S102의 토크리저브 진단중지 단계, 및 S103의 토크리저브 진단 지속 단계로 수행한다.
일례로 상기 알터네이터 여자전류 변동량 확인(S110)은 알터네이터 전류 변동식을 적용하고, 상기 유지시간 확인(S111)은 알터네이터 상태 확인식을 적용한다.
알터네이터 전류 변동식: 알터네이터 여자전류 변동량 > b ?
알터네이터 상태 확인식: 제2 유지시간 < c ?
여기서 "알터네이터 여자전류 변동량 "은 냉시동 시 알터네이터에서 발생되는 여자전류 변동량을 모니터링 프로세서(23)에서 확인한 변동값이고, “b"는 알터네이터에 적용된 여자전류 변동 설정값(Threshold)으로 약 40%/0.1s을 적용하며, “제2 유지시간”은 컨트롤러(30)의 모니터링 프로세서(23)에서 확인한 알터네이터 여자전류 변동량의 유지시간이고, “c"는 알터네이터에 적용된 여자전류 변동량 유지 시간 설정값(Threshold)으로 약 2초를 적용한다.
그 결과 컨트롤러(30)는 “알터네이터 여자전류 변동량 > b”에서 알터네이터 여자전류 변동량이 40%/0.1s 보다 작은 경우 S120~S123의 제3 시스템 가동 진단 단계로 전환하고, 반면 알터네이터 여자전류 변동량이 40%/0.1s 보다 큰 경우 S111의 유지시간 확인 단계로 진입한다.
이어 컨트롤러(30)는 “제2 유지시간 < c”에서 제2 유지시간이 2초보다 짧게 유지된 경우 토크리저브 진단중지(S112)로 전환하여 로직 실행이 종료되고, 반면 제2 유지시간이 2초보다 길게 유지된 경우 토크리저브 진단 지속(S113)으로 진입하여 S130~S133의 제4 시스템 가동 진단 단계로 이어진다.
구체적으로 상기 퍼지밸브 진단(S120~S123)은 S120의 퍼지밸브의 밸브 작동 On(또는 Off) 단계, S121의 퍼지밸브의 작동(또는 Off) 상태에서 유지시간 확인이 이루어지는 단계, S122의 토크리저브 진단중지 단계, 및 S123의 토크리저브 진단 지속 단계로 수행한다.
일례로 상기 유지시간 확인(S121)은 컨트롤러(30)의 제어 신호 또는 스위치 또는 버튼 조작에 의한 상기 퍼지밸브 작동 상태(S120)에서 하기 퍼지밸브 상태 확인식을 적용한다.
퍼지밸브 상태 확인식: 제3 유지시간 < d ?
여기서 “제3 유지시간”은 컨트롤러(30)의 모니터링 프로세서(23)에서 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)로 출력된 ON 신호에 따른 퍼지밸브의 밸브구동시간을 모니터링 프로세서(23)에서 확인한 시간이며, “d"는 냉시동 시 퍼지밸브에 적용된 퍼지밸브 구동 시간 설정값(Threshold)으로 약 2초를 적용한다.
그 결과 컨트롤러(30)는 “제3 유지시간 < d”에서 제3 유지시간이 2초보다 짧게 유지된 경우 토크리저브 진단중지(S122)로 전환하여 로직 실행이 종료되고, 반면 제3 유지시간이 2초보다 길게 유지된 경우 토크리저브 진단 지속(S123)으로 진입하여 S130~S133의 제4 시스템 가동 진단 단계로 이어진다.
도 5를 참조하면, 컨트롤러(20)는 상기 제2 시스템 진단 제어를 에어컨 진단 단계(S130~S133) -> 변속기 진단 단계(S140,S142) -> 엔진 진단 단계(S150, S152~S153)로 진행한다. 하지만 필요 시 그 진행 순서는 시스템 진단에 미치는 영향이 없으므로 진행 순위를 달리할 수 있다.
구체적으로 상기 에어컨 진단(S130~S133)은 S130의 에어컨의 A/C ON(또는 Off) 확인 단계, S131의 A/C ON(또는 Off) 시 에어컨의 작동(또는 정지) 상태에서 유지시간 확인이 이루어지는 단계, S132의 토크리저브 진단중지 단계, 및 S133의 토크리저브 진단 지속 단계로 수행한다.
일례로 상기 유지시간 확인(S131)은 컨트롤러(30)의 제어 신호 또는 스위치 또는 버튼 조작에 의한 상기 에어컨의 작동(A/C ON)(또는 중지 A/C Off)) 상태(S120)에서 하기 에어컨 상태 확인식을 적용한다.
에어컨 상태 확인식: 제4 유지시간 < e ?
여기서 “제4 유지시간”은 컨트롤러(30)의 모니터링 프로세서(23)에서 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)로 출력된 ON 신호(또는 Off 신호)에 따른 에어컨의 가동(또는 정지) 시간을 모니터링 프로세서(23)에서 확인한 시간이며, “e"는 냉시동 시 에어컨에 적용된 에어컨 구동 시간 설정값(Threshold)으로 약 2초를 적용한다.
그 결과 컨트롤러(30)는 “제4 유지시간 < e”에서 제4 유지시간이 2초보다 짧게 유지된 경우 토크리저브 진단중지(S132)로 전환하여 로직 실행이 종료되고, 반면 제4 유지시간이 2초보다 길게 유지된 경우 토크리저브 진단 지속(S133)으로 진입하여 S160~S190의 토크 리저브 변화 검증 단계로 이어진다.
구체적으로 상기 변속기 진단(S140,S142)은 S140의 에어컨 미적용 시 변속기의 변속단 확인이 이루어지는 단계, S142의 특정 변속단에서 토크리저브 진단중지 단계로 수행한다.
일례로 상기 변속기의 변속단 확인(S140)은 변속기의 변속단 확인식을 적용한다.
변속단 확인식: 변속단 = D 단 ?
여기서 "변속단 "은 냉시동 시 모니터링 프로세서(23)에서 확인한 변속기(또는 변속레버 신호)의 변속단이고, “D단"은 변속단 중 D(Drive) 상태를 의미한다.
그 결과 컨트롤러(30)는 “변속단 = D 단”D 단으로 확인된 경우 토크리저브 진단중지(S142)로 전환하여 로직 실행이 종료된다.
구체적으로 상기 엔진 진단(S150,S152~S153)은 S150의 D 단 이외 변속단에서 냉시동에 따른 엔진의 냉각수온 확인이 이루어지는 단계, S152의 토크리저브 진단중지 단계, 및 S153의 토크리저브 진단 지속 단계로 수행한다.
일례로 상기 냉각수온 확인(S150)은 냉각수온 확인식을 적용한다.
냉각수온 확인식: 냉각수온 > f ?
여기서 "냉각수온 "은 냉시동 시 모니터링 프로세서(23)에서 확인한 엔진의 냉각수온도이고, “f"는 냉시동 시 엔진의 냉각수온도에 적용된 냉각수온 설정값(Threshold)으로 엔진 웜업 이하 온도를 적용하여 약 60℃가 적용된다.
그 결과 컨트롤러(30)는 “제냉각수온 > f”에서 냉각수온이 60℃ 보다 큰 경우 냉시동 조건을 벗어났으므로 토크리저브 진단중지(S152)로 전환하여 로직 실행이 종료되고, 반면 냉각수온이 60℃ 보다 작은 경우 토크리저브 진단 지속(S153)으로 진입하여 S160~S190의 토크 리저브 변화 검증 단계로 이어진다.
도 6을 참조하면, 상기 토크 리저브 변화 검증(S160~S190)은 S160의 토크 리저브 변동 값 적용 단계, S170의 아이들 토크리저브 정상 확인 단계, S180의 토크 리저브 변동 값의 유지시간 적용 단계, S190의 아이들 토크리저브 비정상 확인 단계로 수행한다.
일례로 상기 토크 리저브 변동 값 적용(S160)은 토크 리저브 검증식을 적용하고, 상기 유지시간 적용(S180)은 시스템 상태 확인식을 적용한다.
토크 리저브 검증식: 토크 리저브 변동 값 < g ?
시스템 상태 확인식: 제5 유지시간 < h ?
여기서 “토크 리저브 변동 값”은 컨트롤러(30)의 토크 리저브 조건 프로세서(33)가 점화 조건 프로세서(32)를 통해 토크 리저브(A) 대비하여 확인한 지연각도변화값(Retard Angle Change Value)이고, “g"는 변동 설정값(Threshold)으로 약 1°를 적용하여 지연각도 증가에 대한 각도 변화를 반영하며, “제5 유지시간”은 컨트롤러(30)의 토크 리저브 조건 프로세서(33)가 점화 조건 프로세서(32)를 통해 확인한 지연각도이다.
그 결과 컨트롤러(30)는 “토크 리저브 변동 값 < g”에서 토크 리저브 변동 값이 1°보다 큰 값이거나 또는 “제5 유지시간 < h”에서 1°보다 작은 토크 리저브 변동 값이 2초 보다 길게 유지된 경우 상기 아이들 토크리저브 정상 확인(S170)으로 냉시동 E/M 저감 시스템 정상(S50-1)임을 진단한다.
반면 컨트롤러(30)는 “토크 리저브 변동 값 < g”에서 토크 리저브 변동 값이 1°보다 작은 값인 경우 “제5 유지시간 < h”에서 제5 유지시간이 2초 보다 짧게 유지된 경우 상기 아이들 토크리저브 비정상 확인(S190)으로 냉시동 E/M 저감 시스템 고장(S50-2)임을 진단한다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량(1)에 적용된 시스템 진단장치(10)를 활용한 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법은 냉시동 E/M 저감 시스템(1-1)을 구성하는 전기부하장치의 작동, 알터네이터의 작동, 퍼지밸브의 작동, 에어컨의 작동, 변속기의 변속 상태 및 엔진의 냉각수온 상태 중 어느 하나에 의해 냉시동 시 점화시기에 대해 확인된 토크리저브(A) 대비 토크리저브 변동을 확인하고, 토크리저브 변동을 전기부하장치, 알터네이터, 퍼지밸브 및 에어컨 중 어느 하나에 대한 고장 또는 정상을 확인하여 냉시동 E/M 저감 시스템 이상여부에 적용함으로써 냉시동 E/M 저감을 위한 부품들에 대한 고장 진단 정확성을 확보하고, 특히 토크 리져브 진단 조건을 시동 꺼짐 발생이 없어 부하 변동이 없는 상태로 제한함으로써 급격한 토크 리저브 축소가 발생하는 시동 꺼짐에 의한 오진단 방지도 이루어진다.
1 : 차량 1-1 : 냉시동 E/M 저감 시스템
10 : 시스템 진단장치
20 : 컨트롤러 21 : 진단 활성 프로세서
22 : 스위치 23 : 모니터링 프로세서
24 : 스위치 프로세서 25 : 진단 중지 프로세서
30 : 진단 조건 입력기 31 : 엔진 조건 프로세서
32 : 점화 조건 프로세서 33 : 토크 리저브 조건 프로세서
40 : 중지 조건 입력기

Claims (20)

  1. 엔진의 냉시동 시 컨트롤러에 의해 점화시기에 대한 토크리저브가 확인되는 단계; 및
    전기부하장치의 작동, 알터네이터의 작동, 퍼지밸브의 작동, 에어컨의 작동, 변속기의 변속 상태 및 엔진의 냉각수온 상태 중 어느 하나에 의해 상기 토크리저브 대비 토크리저브 변동을 확인하고, 상기 토크리저브 변동을 상기 전기부하장치, 상기 알터네이터, 상기 퍼지밸브 및 상기 에어컨 중 어느 하나에 대한 이상여부로 확인하는 토크 리저브 모니터링 제어 단계
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 토크리저브는 MBT(Maximum Brake Torque) 대비 지연(Retard)된 아이들 토크 점화시기인 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 점화시기의 확인은 상기 냉시동 시 엔진 회전수와 엔진 부하를 확인하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 토크 리저브 모니터링 제어 단계는,
    상기 전기부하장치, 상기 알터네이터, 및 상기 퍼지밸브 중 어느 하나에 대한 작동으로 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 제1 시스템 진단 제어 단계,
    상기 에어컨에 대한 작동 또는 상기 변속 상태와 상기 냉각수온 중 어느 하나의 적용으로 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 제2 시스템 진단 제어 단계, 및
    상기 토크리저브 진단 지속으로 상기 토크리저브 변동을 확인하고, 상기 이상여부가 냉시동 E/M 저감 시스템 정상 또는 냉시동 E/M 저감 시스템 고장으로 확인되는 토크 리저브 변화 검증 단계
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 시스템 진단 제어 단계는,
    상기 전기부하장치를 작동시키고, 전기부하장치 작동에 제1 유지시간을 적용하여 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 전기부하장치 진단 단계,
    상기 알티네이터에서 발생된 여자전류 변동량을 확인하고, 상기 여자전류 변동량에 제2 유지시간을 적용하여 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 알티네이터 진단 단계, 및
    상기 퍼지밸브를 작동시키고, 퍼지밸브 작동에 제3 유지시간을 적용하여 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 퍼지밸브 진단 단계
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 유지시간, 상기 제2 유지시간 및 상기 제3 유지시간의 각각이 설정값(Threshold)의 시간보다 길게 유지될 때, 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)으로 확인되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 설정값(Threshold)의 시간은 초(Second) 단위로 동일한 값이 적용되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 유지시간, 상기 제2 유지시간 및 상기 제3 유지시간의 각각이 설정값(Threshold)의 시간보다 짤게 유지될 때, 토크리저브 진단 중지로 전환되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  9. 청구항 4에 있어서, 상기 제2 시스템 진단 제어 단계는,
    상기 에어컨의 A/C ON/OFF 동작을 확인하고, 에어컨 작동에 제4 유지시간을 적용하여 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 에어컨 진단 단계,
    상기 변속기의 변속단을 확인하고, D 단 시 토크리저브 진단 중지로 전환되는 변속기 진단 단계, 및
    상기 변속기가 D 단이 아닌 경우 상기 엔진의 냉각수온을 확인하여 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)이 확인되는 엔진 진단 단계
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제4 유지시간이 설정값(Threshold)의 시간보다 길게 유지될 때, 상기 토크리저브 진단 지속(Enable)으로 확인되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 설정값(Threshold)의 시간은 초(Second) 단위로 적용되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 냉각수온은 엔진 웜업 이하 온도가 적용되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  13. 청구항 4에 있어서, 상기 토크 리저브 변화 검증 단계는,
    상기 토크리저브 변동의 확인에 변동 설정값(Threshold)이 적용되는 단계,
    상기 토크리저브 변동에 제5 유지시간이 적용되는 단계,
    상기 토크리저브 변동의 값이 상기 변동 설정값보다 크거나 또는 상기 제5 유지시간이 설정값(Threshold)의 시간보다 짧게 유지될 때, 상기 냉시동 E/M 저감 시스템 정상이 판단되는 아이들 토크리저브 정상 확인 단계, 및
    상기 토크리저브 변동의 값이 상기 변동 설정값보다 작은 상태에서 상기 제5 유지시간이 설정값(Threshold)의 시간보다 길게 유지될 때, 상기 냉시동 E/M 저감 시스템 고장이 판단되는 아이들 토크리저브 비정상 확인 단계
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 변동 설정값(Threshold)은 지연각도 증가에 대한 각도가 적용되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 설정값(Threshold)의 시간은 초(Second) 단위로 적용되는 것을 특징으로 하는 냉시동 유해가스 저감 시스템 고장 진단 방법.
  16. 전기부하장치, 알터네이터, 퍼지밸브, 에어컨, 변속기 및 엔진 중 어느 하나 이상으로 구성된 냉시동 E/M 저감 시스템; 및
    상기 전기부하장치의 작동, 상기 알터네이터의 작동, 상기 퍼지밸브의 작동, 상기 에어컨의 작동, 상기 변속기의 변속 상태 및 상기 엔진의 냉각수온 상태 중 어느 하나에 의해 냉시동 시 점화시기에 대해 확인된 토크리저브 대비 토크리저브 변동을 확인하고, 상기 토크리저브 변동을 상기 전기부하장치, 상기 알터네이터, 상기 퍼지밸브 및 상기 에어컨 중 어느 하나에 대한 고장 또는 정상을 확인하여 냉시동 E/M 저감 시스템 이상여부에 적용하는 시스템 진단장치
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 시스템 진단장치는
    상기 냉시동 E/M 저감 시스템 이상여부를 위해 토크리저브 모니터링으로 상기 토크리저브 변동을 확인하는 컨트롤러,
    상기 토크리저브를 확인하여 상기 컨트롤러에 제공하는 진단 조건 입력기. 및
    아이들 토크 리저브 고장 진단 중지 조건을 상기 컨트롤러에 제공하여 상기 토크리저브 모니터링가 중지되도록 하는 중지 조건 입력기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 진단 조건 입력기는 최적 점화시기(Maximum Brake Torque)에서 지연(Retard)된 현재점화시기를 뺀 값으로 상기 토크리저브를 계산하여 주는 것을 특징으로 하는 차량.
  19. 청구항 19에 있어서, 상기 최적 점화시기(Maximum Brake Torque)와 상기 지연(Retard)은 토크-점화시기 선도에서 확인되는 것을 특징으로 하는 차량.
  20. 청구항 17에 있어서, 상기 중지 조건 입력기는 상기 아이들 토크 리저브 고장 진단 중지 조건에 전기부하의 급격한 변화 구간, 브레이크 작동 구간, 퍼지 On/Off 구간, A/C On/Off 구간, D 단 구간 및 냉각수온 구간 중 어느 하나를 적용하는 것을 특징으로 하는 차량.
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