KR100430797B1

KR100430797B1 - 배기가스를 이용한 자동차 고장진단시스템

Info

Publication number: KR100430797B1
Application number: KR10-2001-0021433A
Authority: KR
Inventors: 송영배; 김명길
Original assignee: 송영배
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2004-05-10
Also published as: KR20010069605A

Abstract

본 발명은 자동차의 배기가스를 분석하여 자동차의 고장원인을 파악할 수 있도록 된 새로운 개념의 자동차 고장진단시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 단부에 차량의 배기통(14)에 삽입되는 프로브(12)가 구비되어 배기가스를 수집하는 호스(10)와, 상기 호스(10)에 연결되어 차량에서 배출되는 배기가스의 성분을 분석하여 배기가스의 성분비데이터를 출력하는 배기가스 분석장치(2)와, 배기가스의 성분비와 이에 해당되는 고장원인의 데이터가 저장된 데이터저장수단(4)과, 상기 배기가스 분석장치(2) 및 데이터저장수단(4)에 연결되며 상기 배기가스 분석장치(2)에서 배기가스의 성분비데이터가 출력되면 상기 데이터저장수단(4)에 저장된 데이터를 검색하여 배기가스의 성분에 대비되는 고장원인의 데이터를 출력하는 데이터처리부(6)와, 이 데이터처리부(6)에 연결되어 데이터처리부(6)에서 출력된 고장원인의 데이터를 디스플레이하는 디스플레이장치(8)를 포함하여 구성된 것을 특징을 하는 자동차 고장진단시스템이 제공된다.

Description

배기가스를 이용한 자동차 고장진단시스템{vehicle tester using exhaust gas}

본 발명은 배기가스를 이용한 자동차 고장진단시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 배기가스를 분석하여 자동차의 고장원인을 파악할 수 있도록 된 새로운 개념의 자동차 고장진단시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 최근에 널리 사용되는 전자제어유닛(ECU)이 구비된 엔진을 정비하기 위해서는, 상기 전자제어유닛의 출력신호나 센서의 작동상태를 감지하는 ECU스캐너를 이용하여, 출력신호의 이상유무에 따른 엔진의 고장여부를 확인하는 방법을 이용하고 있다. 상기 ECU스캐너는 상기 전자제어유닛의 출력단이나 각종 센서에 연결되는 것으로, 엔진의 전자제어유닛에서 출력되는 신호나 센서의 작동상태를 감지하여, 전자제어유닛이나 센서의 이상여부를 감지할 수 있다.

그러나, 이와같이 전자제어유닛의 출력신호나 센서의 작동상태는 차량의 종류나 엔진의 모델 또는 엔진의 제작사 등에 따라 각기 다르므로, 정비사가 모든 종류의 차량에 장착된 전자제어유닛에서 출력되는 다양한 종류의 출력신호를 분석하여, 엔진의 이상유무를 확인하는 것이 매우 어려운 문제점이 있었다. 한편, 최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 다양한 종류의 차량에 장착된 ECU와 센서의 정보를 저장한 스캐너가 개발되어 사용되고 있으나, 이러한 스캐너는 새로운 차종이 출시될 때마다 데이터를 업데이트해야 할 뿐 아니라, 차량에 따라 세팅을 달리하여야 하므로, 사용이 매우 번거로운 문제점이 있었다.

또한, 이와같은 ECU스캐너는 엔진의 전자제어유닛에서 출력되는 출력신호를 감지하는 것이므로, 전자제어유닛이 아닌 엔진자체의 기계적인 결함, 즉, 가스켓의 누수나, 피스톤이나 흡배기밸브의 이상, 엔진오일의 희성이나 오염 등에 따른 고장을 감지할 수 없을 뿐 아니라, 전자제어유닛을 이용하지 않는 종래의 캬브레터엔진의 고장진단에는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 차량의 엔진은 정상상태에서는 일정한 성분비의 배기가스를 배출하도록 제작되는데, 차량 엔진에 이상이 발생될 경우, 차량 엔진에 발생된 이상의 원인에 따라, 도 1에 나타난 바와 같이, 배기가스에 포함된 CO와 CO₂HC, O_2,NO_x등의 비율과 공기과잉률(공기공급량/필요공기량) 등이 달라지게 되며, 달라지는 배기가스의 성분비는 차량의 종류나 제작사에 관계없이, 엔진의 고장원인에 따라, 일정한 패턴을 띄게 된다. 이와같은 배기가스의 성분비 변화는 엔진에 구비된 전기장치의 이상뿐 아니라, 기계장치의 이상에 의해서도 발생된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전자제어유닛의 이상뿐 아니라, 엔진자체의 기계적인 이상에 의한 고장 역시 감지할 수 있는 새로운 개념의 자동차 고장진단시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 엔진의 고장원인에 따른 배기가스의 성분변화를 나타낸 표

도 2는 본 발명에 따른 배기가스를 이용한 자동차 고장진단시스템을 도시한 외관도

도 3은 상기 자동차 고장진단시스템의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2. 배기가스 분석장치 4. 데이터저장수단

6. 데이터처리부 8. 디스플레이장치

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 고장진단시스템을 도시한 것으로, 이 고장진단시스템은 차량에서 배출되는 배기가스의 성분을 분석하여 배기가스의 성분비데이터를 출력하는 배기가스 분석장치(2)와, 배기가스의 성분비와 이에 해당되는 고장원인의 데이터가 저장된 데이터저장수단(4)과, 상기 배기가스 분석장치(2) 및 데이터저장수단(4)에 연결되며 상기 배기가스 분석장치(2)에서 출력되는 성분비데이터를 처리하여 그 결과를 출력하는 데이터처리부(6)와, 이 데이터처리부(6)에 연결되어 데이터처리부(6)에서 출력되는 데이터를 디스플레이하는 디스플레이장치(8)로구성된다.

상기 배기가스 분석장치(2)는 배가가스의 성분을 분석하는 각종 센서가 구비된 것으로, 그 일측에는 배기가스를 수집하는 호스(10)가 연장되며, 이 호스(10)의 단부에는 차량의 배기통(14)에 삽입되는 프로브(12)가 결합된다. 이 프로브(12)는 상기 호스(10)와 연통되는 가스유입통로가 그 내부에 길이방향을 따라 형성된 것으로, 이 프로브(12)를 차량의 배기통(14)에 삽입하면, 배기통(14)으로 배출되는 배기가스가 프로브(12)의 가스유입통로와 호스(10)를 통해 배기가스 분석장치(2)의 본체로 유입된다. 따라서, 본체 내부의 센서를 이용하여 배기가스의 성분, 특히, CO와 CO₂HC, O_2,NO_x등의 비율과 공기과잉률(공기공급량/필요공기량) 등을 중점적으로 분석하여, 각 성분의 비율을 수치로 출력할 수 있다. 이러한 배기가스 분석장치(2)는 차량의 매연을 측정하는 데 사용하는 매연검사장치의 구성과 동일한 것이다.

상기 데이터저장수단(4)에 저장된 데이터는 도 1의 표에 나타난 바와 같이, 다양한 원인의 고장이 발생된 엔진에서 배출되는 배기가스의 성분비를 분석하여, 배기가스의 성분비와 이에 해당되는 고장의 원인을 테이블로 정리한 것이다. 예를 들어, 도 1에 도시된 목록 3에서와 같이, HC와 CO가 많이 증가하고, CO₂와 O₂가 약간 감소하며, NO_X가 많이 감소하면, 결함 가능한 원인은 '농후한 혼합기'일 것이다. 표에서 배출가스농도는 법정 허용치를 기준으로 증가와 감소로 나누어지며, 여기서 기준치는 차량의 제작연도, 차량의 종류, 배기량 등에 따라 가변된다. 또한, 표에서 약간(some), 많이(some large), 매우(large)는 배기가스가 점차 증가하거나 감소하는 것을 단계적으로 표현한 것으로서, 일예로, 2002년 7월 1일 이후에 제작된 경자동차의 경우 CO의 법정허용치는 1.2%이며, CO의 약간 증가는 1.2%초과∼2.5%, 많이 증가는 2.5%초과∼5.0%, 매우 증가는 5.0%초과를 의미할 수 있다. 이러한 배출가스농도의 기준치와 약간 증가(또는 감소), 많이 증가(또는 감소), 매우 증가(또는 감소)의 범위는 차량의 제작연도, 차종, 배기량 등 다양한 조건에 따라 조정되며, 여러번의 실험에 의해 그 오차를 좁혀나갈 수 있을 것이다. 따라서, 상기와 같은 테이블을 역으로 추적하면, 배기가스 분석장치(2)에서 출력된 배기가스의 성분비를 바탕으로, 엔진의 이상유무와 이상이 있는 엔진의 고장원인을 파악할 수 있다. 상기 데이터처리부(6)는 상기 배기가스 분석장치(2)에서 배기가스의 성분비데이터가 출력되면, 상기 데이터저장수단(4)에 저장된 데이터를 검색하여, 배기가스의 성분비에 해당되는 고장원인의 데이터를 출력하는 것으로, 하드웨어적이나 프로그램적으로 구성할 수 있다.

이때, 상기 배기가스 분석장치(2)에는 데이터를 처리하기 위한 별도의 PC가 구비되므로, 상기 데이터처리부(6) 및 디스플레이장치(8)는 이 배기가스 분석장치(2)에 구비된 PC의 CPU와 모니터를 이용하고, 상기 데이터저장수단(4)은 이 PC에 구비된 CD롬을 이용하는 것이 바람직하다.

따라서, 검사할 차량의 엔진에 시동을 건 후, 상기 프로브(12)를 차량의 배기통(14)에 삽입하면, 배기가스가 배기가스 분석장치(2)로 유입되어, 이 배기가스 분석장치(2)가 배기가스의 성분을 분석하여 데이터로 출력한다. 그리고, 이와같이 배기가스의 성분비 데이터가 출력되면 상기 데이터처리부(6)가 데이터저장수단(4)에 저장된 데이터를 검색하여, 엔진의 이상원인을 확인하고, 고장원인의 데이터를 상기 디스플레이장치(8)에 출력하여, 디스플레이장치(8)에 엔진의 고장원인이 디스플레이된다.

이와같이 구성된 자동차 고장진단시스템은 차량 엔진에서 발생되는 배기가스를 분석하여, CO와 CO₂HC, O_2,NO_x등의 비율과 공기과잉률 등을 측정하고, 이와같이 분석된 배기가스의 성분비를 바탕으로 상기 데이터저장수단(4)수단에 저장된 데이터를 검색하여, 엔진의 고장원인을 분석하므로, 전자제어유닛의 이상유무를 파악하는 종래의 ECU스캐너를 이용한 고장진단방법으로는 파악할 수 없는 엔진 자체의 기계적 이상까지 파악할 수 있을 뿐 아니라, 전자제어유닛을 사용하지 않는 종래의캬브레터 엔진의 이상유무까지 검사할 수 있는 장점이 있다.

특히, 이 고장진단시스템은 차량의 종류나 제작사에 관계없이 동일한 기준으로 적용되므로, 차량의 종류나 제작사에 따라, 데이터를 업데이트하거나 세팅을 바꿔야 하는 ECU스캐너와 달리, 데이터를 업데이트하거나, 세팅을 달리 할 필요가 없으므로, 사용이 매우 편리한 장점이 있다.

또한, 이러한 고장진단시스템은 차량의 배기가스를 분석하는 기능이 있으므로, 이러한 고장진단시스템을 배기가스검사소s, 차량검사소, 카센터 등에 구비하여, 차량의 배기가스 검사를 할 경우, 단순히 배기가스의 성분에 대한 합불판정 뿐 아니라, 어떠한 고장에 의해 불합격을 받았는지 까지 확인할 수 있으므로, 불합격판정을 받은 차량의 운전자가 궁금증이나 판정에 대한 불만을 갖지 않을 뿐 아니라, 원인이 명확히 파악되지 않음에 따라, 차량을 수리하기 위해 과도한 정비비나 수리비를 지출하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예의 경우, 차량의 엔진에서 발생되는 배기가스만을 분석하여 엔진의 고장원인을 파악할 수 있도록 된 것을 예시하였으나, 필요에 따라, 전자제어유닛의 이상유무를 파악하는 ECU스캐너의 기능을 접목하여, 전자제어유닛의 출력신호의 이상유무와, 배기가스의 성분비를 동시에 체크할 수 있도록 구성하므로써, 차량의 이상여부를 더욱 정확히 측정할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 엔진에서 발생되는 배기가스의 성분비를측정하여, 배기가스 성분비에 대응되는 엔진의 이상원인을 파악할 수 있도록 구성하므로써, 전자제어유닛의 이상뿐 아니라, 엔진자체의 기계적인 이상에 의한 고장 역시 감지할 수 있는 새로운 개념의 자동차 고장진단시스템을 제공할 수 있다.

Claims

단부에 차량의 배기통(14)에 삽입되는 프로브(12)가 구비되어 배기가스를 수집하는 호스(10)와, 상기 호스(10)에 연결되어 차량에서 배출되는 배기가스의 성분을 분석하여 배기가스의 성분비데이터를 출력하는 배기가스 분석장치(2)와, 배기가스의 성분비와 이에 해당되는 고장원인의 데이터가 저장된 데이터저장수단(4)과, 상기 배기가스 분석장치(2) 및 데이터저장수단(4)에 연결되며 상기 배기가스 분석장치(2)에서 배기가스의 성분비데이터가 출력되면 상기 데이터저장수단(4)에 저장된 데이터를 검색하여 배기가스의 성분에 대비되는 고장원인의 데이터를 출력하는 데이터처리부(6)와, 이 데이터처리부(6)에 연결되어 데이터처리부(6)에서 출력된 고장원인의 데이터를 디스플레이하는 디스플레이장치(8)를 포함하여 구성된 것을 특징을 하는 자동차 고장진단시스템.