KR100471222B1 - 차량의 캠 센서 진단 방법 - Google Patents

차량의 캠 센서 진단 방법 Download PDF

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Abstract

차량의 고장 진단장치로, 크랭크 센서와 캠 센서가 설정된 기준점에서 동기화된 이후 각 기준점에서의 크랭크 센서에 대하여 캠 센서의 신호가 반전되었지를 검출하여 캠 센서의 이상 여부를 진단하도록 한 것이다.
본 발명은 크랭크 센서 및 캠 센서 신호로부터 기준점을 설정한 후 캠 센서의 위상값을 레지스터에 초기값으로 등록하는 과정과, 초기값 등록이후 크랭크 센서 및 캠 센서 신호의 각 기준점에 대한 캠 센서의 위상값을 레지스터에 등록하는 과정과, 레지스터에 등록되는 값과 상기 설정된 초기값을 비교하여 서로 일치하는지를 판단하는 과정과, 레지스터에 등록되는 값과 설정된 초기값이 서로 일치하면 캠 센서를 정상으로 판정하는 과정과, 레지스터에 등록되는 값과 설정된 초기값이 일치하지 않으면 레지스터 등록값이 제1조건을 만족하는지 판단하는 과정과, 제1조건을 만족하면 배터리의 단락으로 판정하고, 제1조건을 만족하지 않으면 제2조건을 만족하는지 판정하는 과정과, 제2조건을 만족하면 그라운드의 단락으로 판정하고, 제2조건을 만족하지 않으면 제3조건을 만족하는지 판정하는 과정과, 제3조건을 만족하면 캠 센서의 장착 불량으로 판정하고, 제3조건을 만족하지 않으면 캠 센서의 간헐적인 이상으로 판정하는 과정과, 각 판정되는 캠 센서의 이상을 카운터업하여 설정된 기준횟수와 비교하여 기준횟수 이하이면 초기의 루틴으로 리턴하고, 기준횟수 이상이면 캠 센서의 이상을 지시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 캠 센서 진단 방법{CAM SENSOR DIAGNOSIS METHOD OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 고장 진단장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 크랭크 센서와 캠 센서가 설정된 기준점에서 동기화된 이후 각 기준점에서의 크랭크 센서에 대하여 캠 센서의 신호가 반전되었지를 검출하여 캠 센서의 이상 여부를 진단하도록 한 차량의 캠 센서 진단 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 캠 센서는 크랭크 센서의 신호와 비교하여 피스톤이 상사점에 대하여 어떤 위치에 있는지를 측정하며, 스로틀 신호와 함께 엔진 작동조건을 결정하여 각 기통별 연료분사시기를 결정하여 준다.
따라서, 캠 센서의 고장은 연료분사시기의 결정에 치명적인 영향을 초래하게 되므로 캠 센서의 고장 여부 진단은 차량의 엔진 제어와 성능에 있어 매우 중요한 역할을 담당한다.
종래의 차량에서 수행되고 있는 캠 센서의 진단은 엔진 회전수를 계산하고 동기화 및 결합상태를 검출하는데 있어서 주용도로 사용되는 크랭크 센서의 신호가 아닌 보조용 신호인 캠 센서의 신호를 이용하여 이전기간의 신호기간과 현재기간의 신호기간의 신호비를 구하고, 이 신호비의 최대/최소 허용값의 범위를 설정하고, 현재 검출되는 캠 센서의 신호비를 허용값의 범위와 비교하여 캠 센서의 이상 여부를 확인하는 방법을 적용하고 있다.
상기와 같은 캠 센서의 고장 진단방법의 경우 스로틀 개도의 변화에 따른 가속 및 감속시 시간의 변화에 대한 정확도가 떨어지며, 최소값과 최대값의 판단기준이 모호하여 정상적인 기준값을 설정하는데 많은 문제점이 있다.
또한, 다른 방법으로 기준점 사이의 크랭크 센서의 치수(Tooth)를 비교하여 설정된 값 이상으로 검출되는 경우에 캠 센서의 고장을 판단하도록 하며, 캠 센서의 에지 신호가 늦게 입력되거나 입력되지 않을 경우 크랭크 센서의 치수가 늘어나게 되므로 이로써 캠 센서의 고장을 진단하는 방법을 적용하고 있다.
그러나 상기의 방법을 적용하는 경우 캠 센서의 고장 판단값의 설정이 모호하여 고장 판정의 기준 범위를 넓게 설정하면 고장 판정이 필요한 영역을 이탈하게 되고, 너무 좁게 설정하면 순간적인 변화에도 캠 센서의 고장으로 인식하여 정확한 고장 판정이 이루어지지 못하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 크랭크 센서의 미싱 투스가 검출된 다음 투스의 폴링 에지를 기준점으로 설정하여 크랭크 센서와 캠 센서가 설정된 기준점에서 동기화된 이후 각 기준점에서의 크랭크 센서에 대하여 캠 센서의 신호가 반전되었지를 검출함으로써 캠 센서의 이상 여부를 진단하도록 함으로써 캠 센서의 고장 진단에 정확성과 신뢰성을 제공하도록 한 것이다.
또한, 임시 고장 판정 횟수를 카운터하여 최종 판정 영역을 조정할 수 있도록 하며, 별도의 시간 계산이 포함되지 않고 레지스터(Register)에 저장된 값의 비교를 통해 캠 센서의 고장 여부를 진단함으로써 고장 진단 연산 처리에 신속성이 제공되도록 한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 크랭크 센서 및 캠 센서 신호로부터 기준점을 설정한 후 캠 센서의 위상값을 레지스터에 초기값으로 등록하는 과정과; 상기 초기값 등록이후 크랭크 센서 및 캠 센서 신호의 각 기준점에 대한 캠 센서의 위상값을 레지스터에 등록하는 과정과; 상기 레지스터에 등록되는 값과 상기 설정된 초기값을 비교하여 서로 일치하는지를 판단하는 과정과; 상기에서 레지스터에 등록되는 값과 설정된 초기값이 서로 일치하면 캠 센서를 정상으로 판정하는 과정과; 상기에서 레지스터에 등록되는 값과 설정된 초기값이 일치하지 않으면 레지스터 등록값이 제1조건을 만족하는지 판단하는 과정과; 상기에서 제1조건을 만족하면 배터리의 단락으로 판정하고, 제1조건을 만족하지 않으면 제2조건을 만족하는지 판정하는 과정과; 상기에서 제2조건을 만족하면 그라운드의 단락으로 판정하고, 제2조건을 만족하지 않으면 제3조건을 만족하는지 판정하는 과정과; 상기에서 제3조건을 만족하면 캠 센서의 장착 불량으로 판정하고, 제3조건을 만족하지 않으면 캠 센서의 간헐적인 이상으로 판정하는 과정과; 상기 각 판정되는 캠 센서의 이상을 카운터업하여 설정된 기준횟수와 비교하여 기준횟수 이하이면 초기의 루틴으로 리턴하고, 기준횟수 이상이면 캠 센서의 이상을 지시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 캠 센서 진단장치는 캠 센서(10)와, 크랭크 센서(20), ECU(30) 및 인젝터(40)로 이루어지는데, 캠 센서(10)는 캠 축의 회전에 따라 각 기통별 피스톤의 위치를 검출하여 연료 분사 시기 결정을 위한 신호를 ECU(30)측에 제공한다.
크랭크 센서(20)는 크랭크 축의 회전 위치를 검출하여 엔진 회전수에 대한 정보와 연료분사 시기 결정을 위한 신호를 ECU(30)측에 제공한다.
ECU(30)는 총체적인 엔진제어수단으로 상기 캠 센서(10) 및 크랭크 센서(20)에서 인가되는 신호를 분석하여 연료 분사 시기를 결정하여 각 기통별 연료 분사를 제어한다.
인젝터(40)는 상기 제어부(30)에서 인가되는 연료 분사 시기 제어신호에 따라 설정된 시간 동안 노즐을 개폐시켜 현재의 엔진 조건에 대하여 산출한 연료량을 각 기통에 순차적으로 분사하여 준다.
전술한 바와 같은 기능을 갖는 본 발명의 구성에서 캠 센서의 고장 진단을 수행하는 동작은 다음과 같다.
엔진의 초기 시동시 혹은 시동이 유지되는 상태에서 제어부(30)는 첨부된 도 3과 같이 캠 센서(10) 및 크랭크 센서(20)로부터 인가되는 신호를 검출한 다음 크랭크 센서(20) 신호의 미싱 투스 검출 이후 첫 번째 투스 폴링 에지를 기준점으로 설정한다(S100).
상기와 같이 기준점이 설정되면 180°간격으로 위상이 반전되는 캠 센서(10)의 신호가 기준점에서 '하이' 상태로 검출되는지를 판단한다(S110).
기준점에서 캠 센서(20)의 신호가 '하이'로 검출되면 ECU(30)는 해당 시점에 대한 헥사(HEX)값을 소정의 값, 바람직하게는 '55H'로 설정하여 레지스터 등록하고(S120), 캠 센서(20)의 신호가 '로우'로 검출되면 헥사값을 소정의 값, 바람직하게는 'AAH'로 레지스터에 등록한다(S130).
상기와 같이 레지스터에 기준점의 초기값이 등록되면 크랭크 센서(20)로부터 기준점 이후에 검출되는 두 번째 투스의 폴링 에지에 대하여 등록된 레지스터 값을 2배로 한 다음(S140) 해당 기준점, 즉 두 번째 투스의 폴링 에지에서의 캠 센서(10)신호가 연속적으로' 하이' 상태로 검출되는지를 판단한다(S150).
상기에서 캠 센서(10)의 신호가 연속적으로 '하이' 상태로 검출되면 레지스터값의 +1하여 업 데이트 한다(S160).
상기에서 캠 센서(10)의 신호가 '로우'의 상태로 검출되거나 상기와 같이 캠 센서(10)의 신호가 연속적으로 '하이' 상태로 검출됨에 따라 레지스터값의 업데이트가 이루어진 이후 크랭크 센서(20) 투스의 기준점인 폴링 에지에서 캠 센서(20)의 레지스터 등록값이 캠 센서(10)의 '하이'를 의미하는 '55H'로 검출되는지 또는 '로우'를 의미하는 'AAH'로 검출되는지를 판단한다(S170).
상기에서 레지스터 등록값이 '55H' 혹은 'AAH'로 검출되면 캠 센서(10)의 고장 카운터를 1감소시켜(S180) 고장 카운터값이 '0'의 상태인지를 판단하며(S190), 고장 카운터 값이 '0'이 아니면 고장 진단 횟수를 카운터업 한 다음 초기의 루틴으로 리턴하고, 고장 카운터 값이 '0'인 상태이면 캠 센서(10)는 정상 상태를 유지하는 것으로 판단하여(S200) 초기의 루틴으로 리턴하여 상기한 동작을 반복한다.
상기 S170에서 고장 진단의 기준점인 크랭크 센서(20) 투스의 폴링 에지에서 검출되는 캠 센서(20)의 레지스터 등록값이 '55H' 혹은 'AAH'가 아닌 상태로 검출되면 레지스터 등록값이 'FFH'로 검출되고, 크랭크 센서(20) 투스의 폴링 에지가 검출되지 않는 상태인지를 판단한다(S210).
상기 S210에서 레지스터 등록값이 'FFH'로 검출되고, 크랭크 센서(20) 투스의 폴링 에지가 검출되지 않으면 배터리의 단락으로 판정하고(S220), 크랭크 센서(20)의 기준점 투스 폴링 에지 레지스터 등록값이 '00H'로 검출되고, 크랭크 센서(20)의 기준점 투스 폴링 에지가 검출되지 않으면 그라운드 단락으로 판단한다(S310)(S320).
레지스터 등록값이 '00H' 또는 'FFH'로 검출되고, 크랭크 센서(20)의 기준점 투스의 폴링 에지가 검출되는 상태인 경우 캠 센서(10)의 장착 불량인 것으로 판단한다(S410)(S420).
레지스터 등록값이 '55H' 또는 'AAH'로 검출되지 않으면서 '00H' 또는 'FFH'로 검출되지 않을 경우 캠 센서(10)의 제조상의 문제나 기타의 원인에 의해 발생되는 간헐적인 이상으로 판단한다(S430).
상기와 같이 각각의 조건으로부터 캠 센서(10)의 이상이 진단되면 고장 카운터를 +1하여 카운터 업한 다음(S500), 카운터값이 설정된 기준값 이상인지를 판단하여 설정된 기준값 이상이 아니면 초기의 루틴으로 리턴하여 상기한 과정을 반복적으로 수행하고, 설정된 이상이면 캠 센서(10)의 고장으로 판단하여 그에 대한 메시지를 소정의 방법을 통해 운전자에게 지시하여 준다(S700).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 캠 센서의 고장 진단은 기준점에서의 캠 센서 신호를 정확하게 판정하므로, 고장 진단 판정에 있어 정확성과 신뢰성이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 캠 센서 진단장치에 대한 개략적인 일 실시예의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 캠 센서 진단장치에서 캠 센서의 진단을 수행하는 일 실시예의 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 차량의 캠 센서 진단장치에서 캠 센서의 진단 수행에 대한 타이밍도.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 크랭크 센서 및 캠 센서 신호로부터 기준점을 설정한 후 캠 센서의 위상값을 레지스터에 초기값으로 등록하는 과정과;
    상기 초기값 등록이후 크랭크 센서 및 캠 센서 신호의 각 기준점에 대한 캠 센서의 위상값을 레지스터에 등록하는 과정과;
    상기 레지스터에 등록되는 값과 상기 설정된 초기값을 비교하여 서로 일치하는지를 판단하는 과정과;
    상기에서 레지스터에 등록되는 값과 설정된 초기값이 서로 일치하면 캠 센서를 정상으로 판정하는 과정과;
    상기에서 레지스터에 등록되는 값과 설정된 초기값이 일치하지 않으면 레지스터 등록값이 제1조건을 만족하는지 판단하는 과정과;
    상기에서 제1조건을 만족하면 배터리의 단락으로 판정하고, 제1조건을 만족하지 않으면 제2조건을 만족하는지 판정하는 과정과;
    상기에서 제2조건을 만족하면 그라운드의 단락으로 판정하고, 제2조건을 만족하지 않으면 제3조건을 만족하는지 판정하는 과정과;
    상기에서 제3조건을 만족하면 캠 센서의 장착 불량으로 판정하고, 제3조건을 만족하지 않으면 캠 센서의 간헐적인 이상으로 판정하는 과정과;
    상기 각 판정되는 캠 센서의 이상을 카운터업하여 설정된 기준횟수와 비교하여 기준횟수 이하이면 초기의 루틴으로 리턴하고, 기준횟수 이상이면 캠 센서의 이상을 지시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 캠센서 진단방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 크랭크 센서 및 캠 센서의 신호로부터 기준점의 설정은 크랭크 센서 신호의 미싱투스 검출 이후 첫 번째 투스의 폴링 에지를 기준점으로 하는 것을 특징으로 하는 차량의 캠 센서 진단방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 레지스터에 등록되는 초기값은 기준점에 대한 캠 센서의 위상이 '하이' 이면 '55H'로 등록하고, '로우'이면 'AAH'로 등록하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 차량의 캠 센서 진단방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 각 기준점에 대한 캠 센서의 위상값 등록은 크랭크 센서 신호의 각 투스 폴링 에지에 대하여 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 캠 센서 진단방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1조건은 캠 센서의 위상에 대하여 등록된 값이 'FFH'이고, 크랭크 센서 신호의 기준점인 폴링 에지가 검출되지 않는 것으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 캠 센서 진단방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제2조건은 캠 센서의 위상에 대하여 등록된 값이 '00H'이고, 크랭크 센서 신호의 기준점인 폴링 에지가 검출되지 않는 것으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 캠 센서 진단방법.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 제3조건은 캠 센서의 위상에 대하여 등록된 값이 '00H'와 'FFH'이고, 크랭크 센서 신호의 기준점인 폴링 에지가 검출되는 것으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 캠 센서 진단방법.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 최종 고장 여부의 판단을 위한 기준횟수는 설정에 따라 가변가능한 것을 특징으로 하는 차량의 캠 센서 진단방법.
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