KR101856018B1 - 가솔린 증기 필터 퍼지 밸브의 막힘을 검출하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

차량 내연기관(1)용 가솔린 증기 필터(3)의 퍼지 밸브(4)의 막힘 검출 방법은:
ㆍ 퍼지 밸브(4)의 상태를 변경하는 단계,
ㆍ 상기 내연기관(1)으로 유입된 혼합물과 연관된 내연기관(1)의 하나 이상의 작동 변수를 측정하는 단계, 및
ㆍ 하나 이상의 측정 변수에 대한 통계 신호 처리에 의해서 인디케이터를 계산하고, 이러한 인디케이터를 예정된 값에 대해 비교하는 단계들의 하나 이상의 시??스를 포함한다.
본 발명은 또한, 상기 방법을 실시할 수 있는 검출 장치를 목적으로 한다.

Description

가솔린 증기 필터 퍼지 밸브의 막힘을 검출하는 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE BLOCKAGE OF A GASOLINE VAPOR FILTER BLEED VALVE}

본 발명은 차량 구동 시스템의 분야에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 가솔린 내연기관을 갖춘 차량에 설치되는 가솔린 증기 필터(또한, "캐니스터"로 공지됨)의 회로에 있어서 오류의 검출에 관한 것이다.

여러 해 동안, 다른 것들 중에서도 가솔린 내연기관 차량에 의해 생성되는 오염을 감소시키는 동시에, 가솔린 내연기관의 연료 소모를 감소시키기 위한 측면에서, 이들 차량의 연료 탱크들에는 가솔린 증기들을 재생하여 이들을 가솔린 내연기관으로 재분사하는 장치가 설치되었다. 본 기술 분야의 당업자들에게 일반적으로 캐니스터로서 공지된 이러한 장치는 가솔린 탱크 가까이에 위치된다. 이러한 장치는 특히 가솔린 내연기관이 정지 상태에 있을 때 가솔린 증기들을 고착시키는 활성탄 필터를 포함한다. 입구 파이프를 통해서 내연기관으로 증기들을 분사시키는 것은 퍼지 밸브의 개폐를 가능하게 하는 내연기관 제어 유닛(ECU)에 의해 지시된다.

임의의 국가들에 있어서 현재의 표준들은 차량 내의 가솔린 증기의 누출 존재에 대한 검출 능력을 요구한다. 이는 포함된 구성 요소들, 특히 가솔린 증기 필터(캐니스터) 및 퍼지 밸브의 모든 누출 및 오류 가능성을 진단할 수 있게 한다.

차량이 공회전 상태일 때 수행된 테스트를 이용하여 퍼지 밸브의 작동을 검출하기 위한 방법들은 종래 기술로부터 공지되어 있다. 이들 방법들에 있어서, 퍼지 밸브에 대한 일련의 개폐 작동이 약 2 초의 주기 동안 지시된다. 밸브가 작동 중이라면, 내연 기관으로 가솔린 증기의 진입으로 연료 혼합물의 부화, 토오크, 엔진 속도, 입구 압력 등과 같은 다양한 작동 변수들의 변경을 초래한다. 상기 방법들은 이후에 관련 차량에 의존하게 될 이들 변수들 중의 하나가 예정된 임계치를 초과하여 변화되었는지의 여부를 검출하며, 이후 이들 변화가 증기 필터 퍼지 밸브의 정확한 작동을 입증하게 된다. 그와 같은 방법은 예를 들어, Siemans VDO Automotive의 이름으로 특허 출원된 FR 2 900 981호에 설명되어 있다.

그러나, 이러한 방법은 엔진 속도를 수 초 동안의 낮은 공회전 상태로의 유지를 수반하는데, 이는 차량의 사용되는 동안의 엔진의 실시를 제한하게 된다.

그러므로, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결한 장치를 제안하고자 하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 그러한 실시를 간단하고 저렴하게 하고자 하는 것이다.

이러한 목적 달성을 위해서, 본 발명은 내연기관용 가솔린 증기 필터의 퍼지 밸브의 막힘을 검출하기 위한 방법을 목표로 했으며, 상기 방법은

ㆍ 상기 퍼지 밸브의 상태를 변경하는 단계,

ㆍ 상기 내연기관으로 유입된 혼합물과 연관된 내연기관의 하나 이상의 작동 변수를 측정하는 단계,

ㆍ 측정된 하나 이상의 작동 변수에 대해 통계적 신호 처리에 의해 인디케이터를 계산하고, 이러한 인디케이터를 예정된 값에 대해 비교하는 단계들의 하나 이상의 시??스를 포함한다.

본 발명의 하나의 제 1 실시예에 따라서, 인디케이터를 계산하는 단계는 측정된 변수와 퍼지 밸브의 상태 사이의 상호관계를 예정된 시간 주기에 걸쳐서 계산하고 계산된 상호관계가 예정된 임계치 위에 있는가를 결정하는 단계이다.

본 발명의 다른 실시예에 따라서, 인디케이터를 계산하는 단계는 퍼지 밸브의 상태 변경 전후에 내연기관으로 유입된 혼합물과 연관된 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 관한 관찰된 노이즈 레벨을 측정하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 이러한 제 2 경우에 본 발명의 방법은 조사된 변수에 관한 노이즈 레벨을 필터링하고, 이후 퍼지 밸브의 상태 변경 후에 결정된 기간에 걸쳐서 이러한 노이즈 레벨을 적분하며, 그 이후에 이러한 적분 값을 예정된 임계치에 대해 비교하는 단계를 포함한다.

바람직한 실시예에 따라서, 본 발명의 방법은 통계적으로 중요한 측정값을 얻기 위해 전술한 바와 같은 단계들을 반복하는 단계를 포함한다.

서로 연관되어 사용될 수 있는 다양한 규정에 따라서,

ㆍ 내연 기관의 작동 변수가 내연기관의 흡기 매니폴드에서 측정된다.

ㆍ 내연 기관의 작동 변수가 람다 탐침을 사용하여 측정된다.

본 발명은 또한, 차량 내연 기관의 가솔린 필터의 퍼지 밸브의 막힘을 검출하기 위한 장치를 목표로 하며, 상기 장치는

ㆍ 내연 기관으로 유입되는 혼합물과 연관된 내연 기관의 하나 이상의 작동 변수를 측정하기 위한 수단,

ㆍ 상기 퍼지 밸브의 상태 변경 전후에 측정된 변수의 값들을 비교하고 상기 변수 내의 변화가 예정된 임계치를 초과하는지를 결정하는 수단을 포함한다.

바람직하게, 내연 기관의 하나 이상의 작동 변수를 측정하기 위한 수단은 내연 기관의 흡기 밸브에 위치된 하나 이상의 센서를 포함한다.

본 발명의 목적 및 장점들은 비제한적인 예로서 주어진 하나의 특정 실시예에 대한 상세한 설명을 읽고 도면을 조사함으로써 더욱 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 내연기관 내의 가솔린 증기 필터의 퍼지 밸브의 레이아웃에 대한 개략도이다.

본 예에서, 본 발명은 자동차와 같은 육상 차량에서 이루어진다.

도 1에 도시되지 않은 차량은 연료 탱크(2) 내에 포함된 연료가 공급되는 내연 기관(1)을 포함한다. 내연 기관(1)은 흡기 매니폴드(5) 및 상기 연료 탱크(2)에 연결된 연료 입구 파이프(12)를 포함한다.

연료 탱크(2)로부터 나오는 연료 증기를 수집하기 위해서, 연료 탱크는 퍼지 밸브(4)를 통해서 흡기 매니폴드(5)에 연결되는 증기 필터(3)에 연결된다. 퍼지 밸브(4)는 증기 필터(3) 내에 포함된 연료 증기들의 적어도 일부가 재순환될 수 있도록 내연기관(1)의 흡기 매니폴드(5)와 연통되게 증기 필터(3)를 위치시키도록 지시할 수 있다.

증기 필터(3)는 또한, 연통되게 증기 필터(3)와 흡기(6)를 위치시킬 수 있는 배기 및 배기 밸브(7)[자연 진공 누출(natural vacuum leak) 검출기를 상징하는 NVLD로서 공지됨]를 통해서 흡기와 연통된다. 배기 밸브(7)는 증기 필터(3) 내의 압력이 임의의 임계치를 초과하거나 임의의 임계치 아래로 떨어질 때 개방한다. 이는 예를 들어, 퍼지 밸브(4)가 개방되고 내연기관(1)이 작동 중일 때 발생한다. 따라서 흡기 매니폴드(5)에서 생성된 진공은 증기 필터(3) 내에 포함된 연료 증기를 흡인하며 배기 밸브(7)가 개방되게 한다. 이후 공기는 증기 필터(3)를 통과하며 흡기 매니폴드(5)로 진입하기 이전에 연료 증기가 적재되게 된다.

배기 밸브(7)는 또한, 증기 필터(3) 내의 진공 레벨에 따라 신호를 전환할 수 있는 압력 스위치(8)를 포함한다. 압력 스위치(8)는 내연기관(1)과 같은 차량의 타 부품과 공유하거나 시스템에 전용화될 수 있는 제어 전자기기(10)로 라인(9)을 통해서 압력 스위치의 신호를 전달할 수 있다. 제어 전자기기(10)는 제어 라인(11)을 통해서 퍼지 밸브(4)의 개폐를 제어할 수 있다.

이러한 예에서, 퍼지 밸브의 막힘을 검출하는 방법은 엔진이 공회전 상태도 최대 파워 상태도 아님을 의미하는 엔진 부분 부하 조건 하에서 실시된다.

정상 상태에서, 증기 필터(3) 내의 연료 증기가 임의의 압력에 도달하자마자 퍼지 밸브(4)는 자동으로 개방된다. 이는 압력이 예정된 임계치 아래로 떨어질 때 다시 폐쇄된다.

가솔린 증기 필터(3)의 퍼지 밸브(4)의 막힘을 검출하는 방법은 여러 단계, 즉

ㆍ (제어 전자기기(10)로부터의 지시가 뒤따를 수 있는)퍼지 밸브(4)의 상태를 변경하는 단계,

ㆍ 측정된 임의의 변수들에 대한 연속적인 값들을 제어 전자기기(10)에 의해 수용 및 저장하는 단계로서, 이들 변수들은 본 기술 분야의 당업자들에게 공지된 센서들을 사용하여 예를 들어, 매니폴드(5) 내의 압력 및/또는 온도, 공기 질량 유동률 등을 흡기 매니폴드에서 측정될 수 있으며, 이는 또한, 그 변수가 또한 공지된 형태의 람다 탐침에 의해 픽업되는 예를 들어 연료 혼합물의 부화도와 같은, 유입된 혼합물과 연관된 다른 작동 엔진 작동 변수들일 수 있으며, 이들 측정치들은 임의의 시간 주기 동안, 예를 들어 10초 정도의 시간 주기 동안 매 1/2 초마다 얻어지며, 그 측정 기간은 해당 엔진 및 그 엔진의 작동 지점에 의존하며, 이는 예정되어 있으며 제어 전자기기(10) 내에 저장되는, 단계,

ㆍ 퍼지 밸브(4)의 상태들과 저장된 임의의 변수들에서의 변화 사이의 상관관계를 계산하고 이러한 상관관계를 예정된 임계치에 대해 비교하는 단계를 포함한다.

퍼지 밸브(4)가 개방되어 엔진으로 공기 및 연료 증기들의 추가 유입을 허용할 때, 내연 기관(1)의 임의의 작동 변수들에서의 변경이 관찰되어야 한다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 여기서 상기 방법은 퍼지 밸브(4)의 개방 이전에 관찰된 신호와 상기 퍼지 밸브(4)가 개방된 이후의 동일한 신호 사이의 비교를 사용한다. 이러한 비교는 측정된 변수를 퍼지 밸브(4)의 상태와 상호관련시킴으로써 만들어진다.

따라서 두 개의 경우들이 선택적으로 발생한다.

1) 퍼지 밸브(4)가 (개방 또는 폐쇄 위치에서)막히게 되는 경우: 그러한 경우에, 퍼지 밸브(4)의 상태와 관찰된 신호들 사이의 상호관계는 없다(또는 그러한 상호관계는 예정된 임계치 미만임).

이후 제어 전자기기(10)는 퍼지 밸브 상태 변경에 대한 상호관계가 예정된 임계치 미만에 있는 변수들을 기록하며 따라서 이는 퍼지 밸브(4)의 오작동이라고 특징짓는다.

2) 퍼지 밸브(4)가 정확하게 작동하는 경우: 그러한 경우에, 퍼지 밸브(4)의 상태 변경과 내연기관(1)의 임의의 작동 변수들 사이의 상호관계가 관찰된다. 제어 전자기기(10)는 예정된 임계치보다 더 높은 상호관계를 계산하며 따라서 밸브가 작동가능하다고 특징짓는다.

이제 막 설명한 바와 같은 방법은 여러 장점들을 제공한다고 이해할 것이다.

측정된 변수의 변화와 퍼지 밸브(4)의 상태 사이의 상호관계를 측정하는 것은 변수를 간단히 관찰하는 것보다 훨씬더 민감한 검출을 제공하는데, 이는 내연기관이 공회전 상태로 작동하지 않을 때 내연기관(1)의 작동 변수들에서 관찰된 높은 레벨의 노이즈 때문이다.

본 발명은 종래 기술의 방법과는 달리, 공회전 상태에서 긴 주기 동안 엔진의 작동을 요구함이 없이 퍼지 밸브(4)에 대한 오류를 검출할 수 있게 한다.

본 발명은 임의의 작동 속도에서, 하이브리드 차량에서 사용된 것을 포함한 임의의 내연기관(1)에 적용될 수 있다.

이러한 방법은 퍼지 밸브(4)의 막힘을 검출하기 위한 다른 방법을 보완하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 범주는 예로서 위에서 고려된 실시예들의 세부 사항에 제한되지 않으며, 이와는 반대로 본 기술분야의 당업자의 능력 내에 있는 변형들을 커버하는 것으로 확장된다.

변경 실시예에서, 제어 전자기기(10)는 퍼지 밸브(4)의 하나 또는 그보다 많은 개폐 사이클을 제어하며 측정된 변수들을 기록한다.

변경 실시예에서, 제어 전자기기(10)는 퍼지 밸브(4)의 상태 변경 전후에, 상기 엔진으로 유입된 혼합물과 연관된 내연기관(1)의 하나 이상의 작동 변수에서 관찰된 노이즈 레벨을 측정한다.

이는 퍼지 밸브(4)가 작동 중이라면 퍼지 밸브가 개방 상태일 때 노이즈의 레벨이 상당히 증가하기 때문이며, 또한 추가 분량의 혼합물이 내연기관(1)으로 유입되기 때문이다. 노이즈 레벨을 변경시키는 인자(factor)는 실제로, 퍼지 밸브(4)가 개방 상태일 때 5 또는 6 정도로 높을 수 있다.

따라서 본 발명의 방법은 예를 들어, 조사된 변수에 관한 노이즈 레벨을 필터링하고, 이후 퍼지 밸브(4)의 상태 변경 이후에 결정된 시간 주기에 걸쳐서 이러한 노이즈 레벨을 적분하며 가능하다면 평균화하며, 그 이후에 이러한 적분 값을 예정된 임계치에 대해 비교하는데 사용된다.

Claims (5)

1. ㆍ 퍼지 밸브(4)의 상태를 변경하는 단계,
   ㆍ 내연기관(1)으로 유입된 혼합물과 연관된 내연기관(1)의 하나 이상의 작동 변수를 측정하는 단계, 및
   ㆍ 하나 이상의 측정 변수에 대한 통계 신호 처리에 의해서 인디케이터를 계산하고, 이러한 인디케이터를 예정된 값에 대해 비교하는 단계들의 하나 이상의 시??스를 포함하는, 차량 내연기관(1)용 가솔린 증기 필터(3)의 퍼지 밸브(4)의 막힘 검출 방법에 있어서,
   상기 인디케이터를 계산하는 것은, 상기 퍼지 밸브(4)의 상태 변경 전후에, 상기 내연기관으로 유입되는 혼합물과 연관된 내연기관(1)의 하나 이상의 작동 변수에 관해 관찰된 노이즈의 레벨을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   차량 내연기관용 가솔린 증기 필터의 퍼지 밸브의 막힘 검출 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   조사된 변수에 관한 노이즈 레벨을 필터링하고, 이후에 상기 퍼지 밸브(4)의 상태 변경 이후에 결정된 기간에 걸쳐 이러한 노이즈 레벨을 적분하며, 그 이후에 이러한 적분 값을 예정된 임계치에 대해 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   차량 내연기관용 가솔린 증기 필터의 퍼지 밸브의 막힘 검출 방법.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   통계적으로 중요한 측정값을 얻기 위해 전술한 바와 같은 단계들을 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   차량 내연기관용 가솔린 증기 필터의 퍼지 밸브의 막힘 검출 방법.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 내연기관(1)의 작동 변수는 내연기관의 흡기 매니폴드(5)에서 측정되는 것을 특징으로 하는,
   차량 내연기관용 가솔린 증기 필터의 퍼지 밸브의 막힘 검출 방법.
   
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 내연기관(1)의 작동 변수는 람다 탐침을 사용하여 측정되는 것을 특징으로 하는,
   차량 내연기관용 가솔린 증기 필터의 퍼지 밸브의 막힘 검출 방법.
   
   

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