KR102109673B1 - Engine misfire diagnosis system and method using Discrete Fourier transform and threshold shift - Google Patents

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한풍규
박주현
김동하
김영진
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현대오트론 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a system and a method for engine misfire diagnosis using discrete Fourier transform and threshold shifting. According to an embodiment of the present invention, the system for engine misfire diagnosis capable of diagnosing whether a misfire occurs in a four-cylinder engine by using an output signal of a crankshaft position sensor comprises: a discrete Fourier transform unit to discrete Fourier transform an output signal of the crankshaft position sensor during one cycle to calculate the real part and the imaginary part of the output signal of the crankshaft position sensor; a memory unit on which a threshold becoming a criterion of misfire occurrence diagnosis is mapped; and a misfire occurrence diagnosis unit to show the real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal calculated by the discrete Fourier transform unit on a complex plane, and compare the value shown on the complex plane with a threshold stored in the memory unit to diagnose whether a misfire occurs in the engine and a cylinder with a misfire.

Description

이산 푸리에 변환과 임계값 이동을 활용한 엔진 실화 진단 시스템 및 방법{Engine misfire diagnosis system and method using Discrete Fourier transform and threshold shift}Engine misfire diagnosis system and method using Discrete Fourier transform and threshold shift}

본 발명은 엔진 실화 진단 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 1 사이클 동안의 크랭크축 위치 센서의 출력 신호에 이산 푸리에 변환을 적용하여 실수부과 허수부를 산출한 후, 복소 평면(Complex plane) 상에서 임계값(Threshold)과 비교함으로써, 엔진 실화 발생 여부 및 실화 발생 실린더를 진단할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an engine misfire diagnosis system and method, and more specifically, to calculate a real part and an imaginary part by applying a discrete Fourier transform to an output signal of a crankshaft position sensor for one cycle, and then on a complex plane. By comparing with the threshold (Threshold), it relates to a system and method for diagnosing engine misfires and misfire cylinders.

자동차 산업의 발달로 발생하는 대기오염을 막기 위하여 오랜 기간을 두고 배출가스 규제가 강화되어 왔는데, 이에 대응하기 위하여 엔진 전자 제어 기술의 개발이 촉진되어 왔다.In order to prevent air pollution caused by the development of the automobile industry, exhaust gas regulation has been strengthened over a long period of time, and in order to respond to this, development of engine electronic control technology has been promoted.

더욱이, 엔진 전자 제어 기술은 고장판단에 필요한 정보를 차량에 장착된 컴퓨터가 스스로 식별하고 경고하는 것을 의무화하는 OBD Ⅱ(On Board Diagnosis Ⅱ)규정을 적용 받게 됨에 따라 실화 발생으로 인한 배출가스의 증가와 촉매의 손상 가능성을 감지하는 시스템과 방법이 필요하게 되어, 엔진 실린더 내에서 실화가 발생했을 때, 실화의 발생 여부와 실화의 종류 및 발생 위치를 파악하고 엔진의 상태가 비정상임을 알려주는 엔진 실화 진단 시스템과 진단 방법이 요구되었다.Moreover, the engine electronic control technology is subject to the OBD Ⅱ (On Board Diagnosis Ⅱ) regulation, which obliges the computer installed in the vehicle to self-identify and warn the information necessary for fault determination. It is necessary to have a system and a method for detecting the possibility of damage to the catalyst, and when a misfire occurs in the engine cylinder, the engine misdiagnosis is diagnosed by determining whether or not the misfire has occurred, the type and location of the misfire, and informing the engine that the condition is abnormal. Systems and diagnostic methods were required.

이에 따라, 엔진 러프니스(Engine Roughness)을 이용하여 실화를 진단하는 방식이 90년대부터 개발되어 양산 차량에 적용되고 있었는데, 이와 같은 엔진 변동성을 이용하는 방식은 90년대의 ECU와 반도체 성능 수준을 고려하여 개발되다 보니, CARB에서 규정하고 있는 실화 검출 영역을 커버하기는 하지만 그 영역이 제한적이어서, 높은 RPM, 낮은 부하 구간과 같은 일부 영역에서는 실화를 정확하게 진단할 수 없다는 문제가 있어왔고, 실화 진단의 정밀성의 제고도 지속적으로 요구되어 왔다.Accordingly, a method for diagnosing misfires using engine roughness has been developed since the 90s and has been applied to mass-produced vehicles. The method using engine volatility takes into account ECU and semiconductor performance levels in the 90s. As it was developed, it covers the misfire detection area defined by CARB, but since the area is limited, there has been a problem in that misfire cannot be accurately diagnosed in some areas such as high RPM and low load section. Enhancement of has been continuously required.

또한, 최근에는 엔진 변동성을 이용하는 방식 외에도 폭발 행정 과정에서 점화 플러그 회로에서 발생하는 이온 전류(Ionic current)를 계측하여 실화를 진단하는 방안 또는 연소 압력을 직접 계측하여 실화를 진단하는 방안들이 제안되었으나, 상기 방안들은 기존의 차량에 새로운 기능을 추가하거나, 새로운 센서를 추가해야만 해서 자동차 가격을 상승시키는 요인이 되었고, 이로 인해 양산에 적용되기에는 한계가 있었다.In addition, recently, methods for diagnosing misfires by measuring the ionic current generated in the spark plug circuit in the course of an explosion stroke, as well as methods for diagnosing misfires by directly measuring combustion pressure, have been proposed. The above methods were a factor to increase the price of a vehicle by adding a new function or adding a new sensor to an existing vehicle, and thus there was a limit to be applied to mass production.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 별도의 센서나 장비의 추가 없이 크랭크축 위치센서에서 계측된 출력 신호를 이산 푸리에 변환하여 엔진의 실화 여부를 검출하는 주파수 분석 방식이 꾸준히 검토되긴 하였으나, 종래의 주파수 분석 방식은 진폭(Amplitude)과 위상(Phase)을 비교하여 실화 여부를 진단하는데 그쳐 특정 영역에서는 실화 진단의 정밀성이 떨어진다는 문제점이 있었는 바, 주파수 분석 방식을 이용하면서도 실화 진단의 정밀성을 향상시킬 수 있는 새로운 방안이 요구되는 실정이다.In order to solve this problem, the frequency analysis method for detecting the engine misfire by continuously converting the output signal measured by the crankshaft position sensor to discrete Fourier without adding a separate sensor or equipment has been steadily reviewed, but the conventional frequency analysis method Compared with Amplitude and Phase, it diagnoses whether it is a true story. However, there was a problem in that the accuracy of misdiagnosis was deteriorated in a specific area. As a result, the frequency analysis method was used to improve the accuracy of misdiagnosis. A situation is required.

미국등록특허공보(제7530261호) “Fourier-based misfire detection strategy”US Registered Patent Publication (No. 7530261) “Fourier-based misfire detection strategy” 한국등록특허공보(제10-0305832호) “주파수 분석을 이용한 엔진 실화 검출 시스템 및 검출방법”Korean Registered Patent Publication (No. 10-0305832) “Engine misfire detection system and detection method using frequency analysis”

본 발명은 진폭과 위상을 비교하여 실화 여부를 진단하던 종래의 주파수 분석 방식을 통한 엔진 실화 진단 방식과는 달리, 크랭크축 위치 센서의 출력 신호에 이산 푸리에 변환을 적용하여 실수부과 허수부를 산출한 후, 복소 평면(Complex plane) 상에서 임계값(Threshold)과 비교하여 실화 여부를 검출하는 새로운 엔진 실화 진단 시스템 및 방법을 제공함으로써, 종래의 엔진 실화 진단 방식이 갖는 상기와 같은 문제점을 해결하고자 한다.Unlike the conventional engine misdiagnosis diagnosis method through the frequency analysis method, which diagnoses the misfire by comparing amplitude and phase, the present invention calculates the real part and the imaginary part by applying a discrete Fourier transform to the output signal of the crankshaft position sensor. , By providing a new engine misfire diagnosis system and method for detecting misfire by comparing with a threshold on a complex plane, it is intended to solve the above problems of the conventional engine misfire diagnosis method.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 실시예로 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이용하여 4기통 엔진 내 실화 발생 여부를 진단할 수 있는 시스템에 있어서, 1 사이클 동안의 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이산 푸리에 변환하여, 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 계산하는 이산 푸리에 변환부; 실화 발생 진단의 기준이 되는 임계값이 맵핑된 메모리부; 및 상기 이산 푸리에 변환부에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상에 나타낸 값을 상기 메모리부에 저장된 임계값과 비교하여 엔진 내 실화 발생 여부와 실화 발생 실린더를 진단하는 실화 발생 진단부;를 포함하는 엔진 실화 진단 시스템을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a system capable of diagnosing a misfire in a four-cylinder engine using an output signal of a crankshaft position sensor as an embodiment. A discrete Fourier transform unit for calculating a real part and an imaginary part of the crankshaft position sensor output signal by converting the output signal into a discrete Fourier; A memory unit mapped with a threshold value that is a reference for diagnosis of misfire occurrence; And a real part and an imaginary part of the crankshaft position sensor output signal calculated by the discrete Fourier transform part on a complex plane, and comparing the values displayed on the complex plane with threshold values stored in the memory part to determine whether engine misfire occurs. It provides an engine misfire diagnosis system comprising a; misfire diagnosis unit for diagnosing a misfire cylinder.

이 때, 상기 이산 푸리에 변환부는 크랭크축의 각속도를 토대로 시간 영역의 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이산 푸리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환시키고, 상기 주파수 영역으로 변환된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 계산하는 것을 특징으로 한다.At this time, the discrete Fourier transform unit converts the output signal of the crankshaft position sensor in the time domain to the frequency domain using a discrete Fourier transform based on the angular velocity of the crankshaft, and the real number of the crankshaft position sensor output signal converted to the frequency domain. Characterized by calculating wealth and imaginary parts.

또한, 상기 메모리부에 저장된 임계값은 원 형상의 경계면; 회전 기준선으로부터 일정 각도에 위치하는 적어도 하나 이상의 위상 선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the threshold value stored in the memory unit includes a circular boundary surface; And at least one phase line positioned at a certain angle from the rotation reference line.

아울러, 상기 실화 발생 진단부는 실화 발생 여부를 진단하기에 앞서, 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부, 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값을 원점 이동시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the misfire diagnosis unit is characterized in that, prior to diagnosing whether a misfire has occurred, the real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal are moved by origin on the complex plane.

특히, 상기 실화 발생 진단부는 상기 이산 푸리에 변환부에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 토대로 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값을 산출한 후, 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값을 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상에 나타낸 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값을 상기 메모리부에 저장된 임계값과 비교하여 실화 발생 여부를 진단하는 것을 특징으로 한다.In particular, the misfire diagnosis unit calculates a first harmonic mode value and a second harmonic mode value based on a real part and an imaginary part of the crankshaft position sensor output signal calculated by the discrete Fourier transform, and then the first harmonic mode value. And a second harmonic mode value on a complex plane, and comparing the first harmonic mode value and the second harmonic mode value on the complex plane with a threshold value stored in the memory unit to diagnose whether a misfire has occurred. do.

또한, 상기 실화 발생 진단부는 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 원 형상의 경계면 외부에 위치하는 경우, 단일 실린더 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the misfire diagnosis unit is characterized in that when the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are located outside the boundary of the circular shape on the complex plane, it is diagnosed as having a single cylinder misfire.

아울러, 상기 실화 발생 진단부는 실화가 발생한 것으로 진단되는 경우, 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값의 위치가 복수 개의 위상 선에 의해 형성되는 4개의 영역 중 어느 영역에 위치하는 지를 확인하여 실화 발생 실린더를 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the misfire diagnosis unit is diagnosed as having a misfire, the location of the first harmonic mode value and the second harmonic mode value is determined by determining which region of the four regions formed by the plurality of phase lines is located. It is characterized by diagnosing a misfire cylinder.

또한, 상기 실화 발생 진단부는 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 외부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 내부에 위치하는 경우, 제1 실린더, 제4실린더 또는 제2 실린더, 제3 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단하고, 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 내부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 외부에 위치하는 경우, 제1 실린더, 제3 실린더 또는 제2 실린더, 제4 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the misfire diagnosis unit is located on the complex plane, the first harmonic mode value is located outside the boundary surface of the circular shape, and the second harmonic mode value is located inside the boundary surface of the circular shape, the first cylinder, the fourth cylinder, or When the second cylinder and the third cylinder are diagnosed as having a misfire, and on the complex plane, the first harmonic mode value is located inside the boundary surface of the circular shape, and the second harmonic mode value is located outside the boundary surface of the circular shape, It is characterized in that the first cylinder, the third cylinder, the second cylinder, or the fourth cylinder is diagnosed as having a misfire.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예로 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이용하여 4기통 엔진 내 실화 발생 여부를 진단할 수 있는 방법에 있어서, 1 사이클 동안의 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 수집하는 데이터 수집 단계; 상기 데이터 수집 단계에서 수집된 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이산 푸리에 변환하여 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 계산하는 이산 푸리에 변환 단계; 및 상기 이산 푸리에 변환 단계에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상에 나타낸 값을 기 저장된 임계값과 비교하여 엔진 내 실화 발생 여부와 실화 발생 실린더를 진단하는 실화 진단 단계;를 포함하는 엔진 실화 진단 방법을 제공한다.The present invention is a method for diagnosing whether a misfire occurs in a four-cylinder engine using an output signal of a crankshaft position sensor as another embodiment for solving the above problems. A data collection step of collecting an output signal; A discrete Fourier transform step of calculating a real part and an imaginary part of the crankshaft position sensor output signal by discrete Fourier transforming the output signal of the crankshaft position sensor collected in the data collection step; And a real part and an imaginary part of the crankshaft position sensor output signal calculated in the discrete Fourier transform step on a complex plane, and comparing the values shown on the complex plane with pre-stored threshold values to determine whether an engine engine misfire occurs or misfire occurs. Provides a method for diagnosing engine misfires, including a misfire diagnosis step for diagnosing a cylinder.

이 때, 상기 기 저장된 임계값은 원 형상의 경계면; 회전 기준선으로부터 일정 각도에 위치하는 적어도 하나 이상의 위상 선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the pre-stored threshold value is a circular boundary surface; And at least one phase line positioned at a certain angle from the rotation reference line.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엔진 실화 진단 방법은 상기 실화 진단 단계에서 엔진 내 실화 발생 여부와 실화 발생 실린더를 진단하기에 앞서, 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부, 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값을 원점 이동시키는 시프팅 단계;를 더 포함한다.In addition, in the engine misfire diagnosis method according to another embodiment of the present invention, the real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal are complex before the engine misfire occurs and the misfire cylinder is diagnosed in the misfire diagnosis step. And a shifting step of moving the value indicated on the origin by the origin.

특히, 상기 실화 진단 단계는 상기 이산 푸리에 변환 단계에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 토대로 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값을 산출한 후, 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값을 복소 평면 상에 나타내고, 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값을 임계값과 비교하여 실화 발생 여부를 진단하는 것을 특징으로 한다.In particular, the misfire diagnosis step calculates the first harmonic mode value and the second harmonic mode value based on the real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal calculated in the discrete Fourier transform step, and then the first harmonic mode value. And displaying the second harmonic mode value on a complex plane, and comparing the first harmonic mode value and the second harmonic mode value with a threshold value to diagnose whether a misfire has occurred.

또한, 상기 실화 진단 단계는 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 원 형상의 경계면 외부에 위치하는 경우, 단일 실린더 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the misdiagnosis step is characterized in that when the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are located outside the boundary of the circular shape on the complex plane, it is diagnosed as having a single cylinder misfire.

아울러, 상기 실화 진단 단계는 실화가 발생한 것으로 진단되는 경우, 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값의 위치가 복수 개의 위상 선에 의해 형성되는 4개의 영역 중 어느 영역에 위치하는 지를 확인하여 실화 발생 실린더를 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the misdiagnosis step, when it is diagnosed that misfire has occurred, the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are located in any of four regions formed by a plurality of phase lines. It is characterized by diagnosing a misfire cylinder.

또한, 상기 실화 진단 단계는 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 외부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 내부에 위치하는 경우, 제1 실린더, 제4실린더 또는 제2 실린더, 제3 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단하고, 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 내부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 외부에 위치하는 경우, 제1 실린더, 제3 실린더 또는 제2 실린더, 제4 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the misdiagnosis step, when the first harmonic mode value is located outside the boundary surface of the circular shape on the complex plane, and the second harmonic mode value is located inside the boundary surface of the circular shape, the first cylinder, the fourth cylinder, or When the second cylinder and the third cylinder are diagnosed as having a misfire, and on the complex plane, the first harmonic mode value is located inside the boundary surface of the circular shape, and the second harmonic mode value is located outside the boundary surface of the circular shape, It is characterized in that the first cylinder, the third cylinder, the second cylinder, or the fourth cylinder is diagnosed as having a misfire.

본 발명의 이산 푸리에 변환과 임계값 이동을 활용한 엔진 실화 진단 시스템 및 방법을 통하여 별도의 센서나 장비의 추가 없이도 기존의 크랭크축 위치 센서 신호를 이용하여 실화 발생 여부를 진단할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 주파수 분석을 활용한 실화 진단 방식을 통해서는 실화 진단이 불가능한 영역까지 확장하여 실화 진단을 할 수 있어, 결과적으로 실화 진단의 정밀성을 높일 수 있다.Through the engine misfire diagnosis system and method utilizing the discrete Fourier transform and threshold shift of the present invention, it is possible to diagnose whether misfire occurs using the existing crankshaft position sensor signal without adding a separate sensor or equipment, Through the misdiagnosis method using the conventional frequency analysis, the misdiagnosis can be extended to an area where misdiagnosis is impossible, and as a result, the accuracy of the misdiagnosis can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템의 엔진 실화 진단 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3은 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부, 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값과 임계값의 원점 이동 과정을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템에서의 단일 실린더 실화 발생을 진단하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템에서의 듀얼 실린더 실화 발생을 진단하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엔진 실화 진단 방법의 순서도이다.1 is a conceptual diagram of an engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an engine misfire diagnosis process of an engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a process of moving the origin of values and thresholds of the real and imaginary parts of the crankshaft position sensor output signal on the complex plane.
4 is a view showing a process of diagnosing a single cylinder misfire in the engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of diagnosing the occurrence of a dual cylinder misfire in the engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart of an engine misfire diagnosis method according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. It should be noted that the same components in the drawings are indicated by the same reference numerals wherever possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치한다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우 뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.When an element is referred to as being connected to or connected to another element, it should be understood that other elements may exist in the middle, although they may be directly connected or connected to the other element. In addition, when it is said that a member is located "on" another member throughout this specification, this includes not only the case where one member is in contact with the other member but also another member between the two members.

본 출원에서, “포함하다.” 또는 “가지다.” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, "includes." Or "take it." Terms such as intended to designate the presence of a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, one or more other features or numbers, steps, operation, component, part, or It should be understood that the possibility of the presence or addition of these combinations is not excluded in advance.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.First, an engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템에 대한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템의 엔진 실화 진단 과정을 도시한 흐름도이며, 도 3은 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부, 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값과 임계값의 원점 이동 과정을 도시한 그래프이다.1 is a conceptual diagram of an engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating an engine misfire diagnosis process of an engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a crank It is a graph showing the process of moving the origin of the value and the threshold value shown on the complex plane by the real part and the imaginary part of the axis position sensor output signal.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템에서의 단일 실린더 실화 발생을 진단하는 과정을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템에서의 듀얼 실린더 실화 발생을 진단하는 과정을 도시한 도면이다.In addition, Figure 4 is a view showing a process of diagnosing the occurrence of a single cylinder misfire in the engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is in the engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention It is a diagram showing the process of diagnosing the occurrence of a dual cylinder misfire.

본 발명은 일 실시예로 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이용하여 4 기통 엔진 내 실화 발생 여부를 진단할 수 있는 시스템에 있어서, 1 사이클 동안의 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이산 푸리에 변환하여, 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 계산하는 이산 푸리에 변환부(200), 실화 발생 진단의 기준이 되는 임계값이 맵핑된 메모리부(300) 및 상기 이산 푸리에 변환부(200)에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상에 나타낸 값을 상기 메모리부(300)에 저장된 임계값과 비교하여 엔진 내 실화 발생 여부와 실화 발생 실린더를 진단하는 실화 발생 진단부(400)를 포함하는 엔진 실화 진단 시스템을 제공한다.In one embodiment, in a system capable of diagnosing a misfire in a four-cylinder engine using an output signal of a crankshaft position sensor, the output signal of the crankshaft position sensor during one cycle is converted to discrete Fourier. Discrete Fourier transform unit 200 that calculates the real and imaginary parts of the crankshaft position sensor output signal, the memory unit 300 to which threshold values for diagnosis of misfires are mapped, and the discrete Fourier transform unit 200 The real part and the imaginary part of the output signal of the crankshaft position sensor are displayed on the complex plane, and the values shown on the complex plane are compared with the threshold values stored in the memory unit 300 to determine whether an engine misfire occurs or a misfire cylinder. An engine misfire diagnosis system including the misfire diagnosis unit 400 for diagnosis is provided.

이 때, 상기 4 기통 엔진은 제1 실린더, 제2 실린더, 제3 실린더, 제4 실린더로 구성되며, 상기 제1 실린더, 제2 실린더, 제3 실린더, 제4 실린더의 점화 순서는 제1 실린더 - 제3 실린더 - 제4 실린더 - 제2 실린더 순서이다.At this time, the four-cylinder engine is composed of a first cylinder, a second cylinder, a third cylinder, and a fourth cylinder, and the ignition order of the first cylinder, the second cylinder, the third cylinder, and the fourth cylinder is the first cylinder -3rd cylinder-4th cylinder-2nd cylinder.

종래에도 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이산 푸리에 변환하여 엔진 실화 여부를 진단하는 주파수 분석 방식이 제안된 바는 있으나, 종래의 주파수 분석 방식은 이산 푸리에 변환된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 진폭(Amplitude)과 위상(Phase)을 기 설정된 임계값과 비교하여 실화 여부를 검출하다 보니 일부 운전 영역에서는 정밀한 실화 진단이 어렵다는 문제가 있었다.In the past, a frequency analysis method for diagnosing engine misfire by converting the output signal of the crankshaft position sensor to a discrete Fourier has been proposed, but the conventional frequency analysis method has an amplitude of the output signal of the crankshaft position sensor output signal converted to the discrete Fourier transform. ) And the phase (Phase) is compared with a predetermined threshold value to detect whether there is a misfire, there is a problem that it is difficult to accurately diagnose the misfire in some driving areas.

하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템은 이산 푸리에 변환된 크랭크축 위치 센서의 출력 신호의 실수부와 허수부를 계산하여 해당 값을 복소 평면 상에 나타내고, 복소 평면 상에서 임계값과 비교하여 실화 여부를 검출하는 기존의 주파수 분석 방식과는 차별성을 갖는 엔진 실화 진단 시스템을 제공함으로써, 기존의 주파수 분석 방식에서는 실화 진단이 불가능하였던 운전 영역까지 확장하여 실화 진단을 가능케 하여, 결과적으로 종래의 주파수 분석 방식이 갖는 상기와 같은 문제를 해결할 수 있다.However, in the engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention, the real part and the imaginary part of the output signal of the discrete Fourier transformed crankshaft position sensor are calculated and the corresponding values are displayed on the complex plane and compared with the threshold on the complex plane. By providing an engine misfire diagnosis system that is different from the existing frequency analysis method for detecting the misfire, the misfire diagnosis is extended to the operating area that was impossible in the conventional frequency analysis method to enable misfire diagnosis, resulting in a conventional The above problems of the frequency analysis method can be solved.

이하에서 본 발명의 엔진 실화 진단 시스템을 구성하는 구성 요소에 대하여 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, the components constituting the engine misfire diagnosis system of the present invention will be described in more detail.

엔진 내에는 크랭크축(Crankshaft)에 연결된 플라이 휠(Flywheel, 10)이 존재하며, 상기 플라이 휠(10)의 외주면에는 크랭크축의 각속도를 측정할 수 있도록 복수 개의 치(Tooth)가 형성되어 있어, 크랭크축 위치 센서(20)에서는 플라이 휠(Flywheel, 10)이 회전하는 것을 감지하여 플라이 휠(10)의 각속도 즉, 크랭크축의 각속도를 측정할 수 있다.There is a flywheel (10) connected to a crankshaft in the engine, and a plurality of teeth are formed on the outer circumferential surface of the flywheel 10 so as to measure the angular velocity of the crankshaft. The axial position sensor 20 may detect that the flywheel 10 is rotating, and measure the angular velocity of the flywheel 10, that is, the angular velocity of the crankshaft.

이 때, 본 발명의 엔진 실화 진단 시스템은 신호 처리부(100)를 구비하여 크랭크축 720° 회전할 때(1 사이클 동안)의 플라이 휠(10)의 외주면에 형성된 치(Tooth) 개수의 2배만큼의 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호(Tooth time signal)를 수신한 후, 크랭크축이 720° 회전하는 과정에서 수신된 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호가 중복되므로, 수신된 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호 데이터의 절반은 필터를 통해 걸러낸다.At this time, the engine misfire diagnosis system of the present invention is equipped with a signal processing unit 100, the crankshaft rotates 720 ° (for one cycle) by twice the number of teeth formed on the outer circumferential surface of the flywheel 10. After receiving the output signal (Tooth time signal) of the crankshaft position sensor 20, since the output signal of the crankshaft position sensor 20 received in the process of rotating the crankshaft 720 °, the received crankshaft Half of the output signal data of the position sensor 20 is filtered through a filter.

또한, 상기 신호 처리부(100)는 상기와 같은 과정을 거쳐 걸러진 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호 데이터를 필터를 통해 한 번 더 걸려 기 설정된 하모닉 차수까지의 데이터만을 최종적으로 걸러낸다.In addition, the signal processing unit 100 filters the output signal data of the crankshaft position sensor 20 filtered through the above process through the filter once more and finally filters only the data up to a predetermined harmonic order.

예를 들어, 기 설정된 하모닉 차수가 6인 경우, 상기 신호 처리부(100)는 필터 처리 과정을 통해 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호를 하모닉 차수가 1일 때부터 6일 때까지의 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호까지 줄일 수 있으며, 이로써 ECU에서의 연산 과정을 단순화하고, 연산 속도를 향상시킬 수 있다.For example, when the preset harmonic order is 6, the signal processing unit 100 crankshafts the output signal of the crankshaft position sensor 20 through the filter processing process from when the harmonic order is 1 to 6. The output signal of the position sensor 20 can be reduced, thereby simplifying the calculation process in the ECU and improving the calculation speed.

다음으로, 본 발명의 상기 이산 푸리에 변환부(200)는 상기 신호 처리부(100)에서 처리된 1 사이클 동안의 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호 데이터와 크랭크축의 각속도(플라이 휠의 각속도)를 이용하여 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호를 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform)함으로써, 시간 영역의 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호를 주파수 영역으로 변환시킬 수 있으며, 상기 주파수 영역으로 변환시킨 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호를 토대로 하기 식 1과 식 2와 같이 실수부와 허수부를 계산하는 역할을 한다.Next, the discrete Fourier transform unit 200 of the present invention outputs the output signal data of the crankshaft position sensor 20 for one cycle processed by the signal processing unit 100 and the angular velocity of the crankshaft (angular velocity of the flywheel). By using the Discrete Fourier Transform of the output signal of the crankshaft position sensor 20, the output signal of the crankshaft position sensor 20 in the time domain can be converted into the frequency domain, and converted into the frequency domain. Based on the output signal of the placed crankshaft position sensor 20, it serves to calculate the real part and the imaginary part as shown in Equations 1 and 2 below.

식 1Equation 1

Figure 112018121446764-pat00001
Figure 112018121446764-pat00001

식 2Equation 2

Figure 112018121446764-pat00002
Figure 112018121446764-pat00002

이 때, 상기 식 1과 식 2의 x(n)은 1 사이클 영역에서의 속도 파형을 의미하며, N은 샘플수를 의미하고, k는 하모닉차수(harmonic order)를 의미한다.In this case, x (n) of Equations 1 and 2 means a velocity waveform in one cycle region, N means the number of samples, and k means a harmonic order.

또한, 상기 식 1, 식 2에 대입되는 하모닉차수(k) 값에 따라서, 각기 다른 실수부와 허수부가 계산될 수 있는데, 본 발명에서는 하모닉차수가 1일 때(k=1)의 실수부와 허수부 값을 제1 하모닉 모드 값이라고 하고, 하모닉차수가 2일 때(k=2)의 실수부와 허수부 값을 제2 하모닉 모드 값이라고 하며, 하모닉차수가 k일 때의 실수부와 허수부 값을 제k 하모닉 모드 값이라고 칭한다.In addition, different real parts and imaginary parts may be calculated according to the harmonic order (k) values substituted in Equations 1 and 2, and in the present invention, the real part of the harmonic order is 1 (k = 1). The imaginary part value is called the first harmonic mode value, and the real part and imaginary part value when the harmonic order is 2 (k = 2) is called the second harmonic mode value, and the real part and imaginary part when the harmonic order is k. The negative value is referred to as the kth harmonic mode value.

아울러, 크랭크축 위치 센서(20)의 출력 신호를 이산 푸리에 변환하는 과정은 종래에 알려진 방식과 동일하므로, 본 발명에서는 이산 푸리에 변환부(200)의 이산 푸리에 변환 과정에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.In addition, since the process of converting the output signal of the crankshaft position sensor 20 to the discrete Fourier is the same as the conventionally known method, the detailed description of the discrete Fourier transform process of the discrete Fourier transform unit 200 will be omitted in the present invention. .

다음으로, 상기 메모리부(300)는 실화 발생 진단 또는 실화 발생 실린더 진단의 기준이 되는 임계값을 맵핑(mapping)해두는 역할을 하며, 상기 메모리부(300)에 저장된 임계값은 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이 원 형상의 경계면(210)과 회전 기준선으로부터 일정 각도에 위치하는 적어도 하나 이상의 위상 선(220)을 포함하여, 실화 발생 진단부(400)에서는 후술할 바와 같이 메모리부(300)에 맵핑된 상기 경계면(210)과 회전 기준선으로부터 일정 각도에 위치하는 적어도 하나 이상의 위상 선(220)을 활용하여 엔진 실린더 내 실화 발생 여부 및 실화가 발생한 경우 제1 실린더, 제2 실린더, 제3 실린더, 제4 실린더 중 어떤 실린더에서 실화가 발생한 것인지 진단할 수 있다.Next, the memory unit 300 serves to map a threshold value that is a criterion for misfire diagnosis or misfire cylinder diagnosis, and the threshold value stored in the memory unit 300 is shown in FIG. 4 or FIG. As illustrated in FIG. 5, the misfire diagnosis unit 400 includes a memory unit 300 as described later, including at least one phase line 220 positioned at a predetermined angle from the circular boundary surface 210 and the rotational reference line ) Using the at least one phase line 220 positioned at a certain angle from the boundary surface 210 and the rotational reference line mapped to the first cylinder, the second cylinder, and the third cylinder if a misfire occurs in the engine cylinder and a misfire occurs It is possible to diagnose which cylinder of the cylinder or the fourth cylinder has occurred.

이 때, 상기 메모리부(300)에 맵핑된 임계값은 반복적인 엔진 실화 발생 실험을 통하여 결정된 값으로, 차량에 구비된 엔진의 종류에 따라 가변될 수 있음은 당연하며, 상기 임계값은 후술할 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부, 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값을 원점 이동(Shifting)하는 것을 고려하여 맵핑되어 있으므로, 임계값은 별도의 원점 이동을 수행하지 않아도 된다.At this time, the threshold value mapped to the memory unit 300 is a value determined through repeated engine misfire generation experiments, and it is natural that the threshold value will be described later. Since the real part and the imaginary part of the output signal of the crankshaft position sensor are mapped in consideration of shifting the values indicated on the complex plane, the threshold does not need to perform separate origin movement.

또한, 상기 원 형상의 경계면(210)은 실화 진단 과정에서 진폭(Amplitude) 판단 기준이 되며, 위상 선(220)은 위상 판단 기준이 되는 것이 특징인데, 이를 활용한 구체적인 실화 발생 여부 및 실화 실린더 진단 과정에 대해서는 후술한다.In addition, the boundary surface 210 of the circular shape is an amplitude judgment criterion in the process of misfire diagnosis, and the phase line 220 is a phase judgment criterion. The process will be described later.

다음으로, 본 발명의 핵심 구성 요소인 실화 발생 진단부(400)에 대하여 살펴 보면, 상기 실화 발생 진단부(400)는 상기 이산 푸리에 변환부(200)에서 계산된 크랭크축 위치 센서(20) 출력 신호의 실수부와 허수부를 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상에 나타낸 값을 상기 메모리부(300)에 저장된 임계값과 비교하여 엔진 내 실화 발생 여부 및 실화 발생 실린더를 진단하는 역할을 한다.Next, looking at the misfire diagnosis unit 400 which is a core component of the present invention, the misfire diagnosis unit 400 outputs the crankshaft position sensor 20 calculated by the discrete Fourier transform unit 200. The real part and the imaginary part of the signal are displayed on a complex plane, and a value displayed on the complex plane is compared with a threshold value stored in the memory unit 300 to diagnose whether an engine misfire occurs or a misfire cylinder.

이 때, 도 3 (a)에 도시된 바와 같이 크랭크축 회전 과정에서 플라이 휠(10)의 치 오차(Tooth error), 엔진 구동으로 인해 발생되는 오차(Engine effect error)로 인하여, 크랭크축 위치 센서(20) 출력 신호의 실수부와 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값은 원점에서 벗어난 위치에 나타나게 되는데, 상기 실화 발생 진단부(400)는 실화 발생 여부 또는 실화 발생 실린더를 진단하기에 앞서, 도 3 (b)와 같이 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부, 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값을 원점 이동(Shifting)시켜, 상기 플라이 휠(10)의 치 오차(Tooth error), 엔진 구동으로 인해 발생되는 오차(Engine effect error)가 실화 발생 여부 또는 실화 발생 실린더 진단 과정에 영향을 끼치는 것을 최소화할 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실화 진단 시스템은 상기와 같은 이동 과정을 통해 실화 진단의 정밀성을 향상시킬 수 있다.At this time, as shown in Fig. 3 (a), the crankshaft position sensor due to the tooth error of the flywheel 10 during the crankshaft rotation process (Engine effect error) caused by engine driving (20) The values indicated on the complex plane of the real part and the imaginary part of the output signal appear at a position deviating from the origin. The misfire diagnosis part 400 prior to diagnosing the misfire or the misfire cylinder is shown in FIG. 3. As shown in (b), the real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal are shifted by origin on the complex plane, resulting in tooth error of the flywheel 10 and engine driving. It is possible to minimize whether an error (Engine effect error) affects whether a misfire occurs or a misfire cylinder diagnosis process. As a result, the engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention may improve the precision of misfire diagnosis through the above-described moving process.

도 4 내지 도 5를 중심으로 상기 실화 발생 진단부(400)의 실화 진단 과정을 살펴 보면, 상기 실화 발생 진단부(400)는 상기 이산 푸리에 변환부(200)에서 계산된 크랭크축 위치 센서(20) 출력 신호의 실수부와 허수부를 토대로 제1 하모닉 모드 값(k=1 일 때의 실수부와 허수부 값)과 제2 하모닉 모드 값(k=2 일 때의 실수부와 허수부 값)을 산출한 후, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값을 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상에 나타낸 제1 하모닉 모드 값, 제2 하모닉 모드 값과 상기 메모리부(300)에 저장된 경계면(210) 및 위상 선(220)을 비교하여 실화 발생 여부를 진단하는 것이 특징이다.Looking at the misfire diagnosis process of the misfire occurrence diagnosis part 400 with reference to FIGS. 4 to 5, the misfire occurrence diagnosis part 400 is a crankshaft position sensor 20 calculated by the discrete Fourier transform part 200 ) Based on the real and imaginary parts of the output signal, the first harmonic mode values (real and imaginary part values when k = 1) and the second harmonic mode values (real and imaginary part values when k = 2) After calculation, as shown in FIG. 4 or 5, the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are displayed on a complex plane, and the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are displayed on the complex plane. And comparing the boundary surface 210 and the phase line 220 stored in the memory unit 300 to diagnose whether a misfire has occurred.

구체적으로, 상기 실화 발생 진단부(400)는 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 상기 경계면(210)과 위상 선(220)에 의해 복소 평면 상에 형성되는 복수 개의 영역 중 어떤 영역에 위치하는지를 토대로 단일 실린더 실화 발생과 듀얼 실린더 실화 발생을 구분하여 진단할 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 원 형상의 경계면(210) 외부에 위치하는 경우에는 단일 실린더 실화가 발생한 것으로 판단한다.Specifically, the misfire diagnosis unit 400 may be located in any one of a plurality of regions in which a first harmonic mode value and a second harmonic mode value are formed on the complex plane by the boundary surface 210 and the phase line 220. Based on the location, a single cylinder misfire occurrence and a dual cylinder misfire can be diagnosed separately, and as illustrated in FIG. 4, the first harmonic mode value and the second harmonic mode value on a complex plane have a circular shape boundary surface 210 When located outside, it is determined that a single cylinder misfire has occurred.

또한, 상기 실화 발생 진단부(400)는 실화(단일 실린더 실화 또는 듀얼 실린더 실화)가 발생한 것으로 판단되는 경우, 복소 평면 상의 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값의 위치가 복수 개의 위상 선(220)에 의해 형성되는 4개의 영역 중 어느 영역에 위치하는 지를 확인하여 실화 발생 실린더를 진단할 수 있다.In addition, when it is determined that the misfire occurrence diagnosis unit 400 has a misfire (single cylinder misfire or dual cylinder misfire), the position of the first harmonic mode value and the second harmonic mode value on the complex plane is a plurality of phase lines. It is possible to diagnose the misfire-producing cylinder by checking which region of the four regions formed by 220 is located.

보다 구체적으로는 도 4 (b)에 도시된 바와 같이 상호 교차하는 2개의 위상 선(220)에 의해 복소 평면 상에 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역, 제4 영역이 형성될 수 있는데, 상기 실화 발생 진단부(400)는 ⅰ) 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 제1 영역에 위치하는 경우에는 제1 실린더에 실화가 발생한 것으로 판단하고, ⅱ) 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 제2 영역에 위치하는 경우에는 제2 실린더에 실화가 발생한 것으로 판단하며, ⅲ) 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 제3 영역에 위치하는 경우에는 제3 실린더에 실화가 발생한 것으로 판단하고, ⅳ) 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 제4 영역에 위치하는 경우에는 제4 실린더에 실화가 발생한 것으로 판단한다.More specifically, as illustrated in FIG. 4B, the first region, the second region, the third region, and the fourth region may be formed on the complex plane by two intersecting phase lines 220. , When the misfire diagnosis unit 400 is ⅰ) when the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are located in the first region, it is determined that misfire has occurred in the first cylinder, and ii) the first harmonic mode value. And if the second harmonic mode value is located in the second area, it is determined that a misfire has occurred in the second cylinder, and iii) the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are located in the third area. It is determined that misfire has occurred in the cylinder, and iii) when the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are located in the fourth region, it is determined that the misfire has occurred in the fourth cylinder.

아울러, 실화 발생 진단부(400)는 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값 중 어느 하나의 값만 원 형상의 경계면(210) 외부에 위치하는 경우에는 듀얼(Dual) 실린더 실화가 발생한 것으로 판단하며, 보다 구체적으로는 ⅰ) 도 5 (a)에 도시된 바와 같이 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면(210) 외부에 위치하고, 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면(210) 내부에 위치하는 경우에는 점화 순서가 인접한 제1 실린더, 제3 실린더 또는 제2 실린더, 제4 실린더에서 실화가 발생한 것으로 진단하고, ⅱ) 반대로, 도 5 (b)에 도시된 바와 같이 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면(210) 내부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면(210) 외부에 위치하는 경우에는 점화 순서가 떨어진 제1 실린더, 제4 실린더 또는 제2 실린더, 제3 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단할 수 있다.In addition, when the misfire diagnosis unit 400 is located outside the boundary 210 of the circular shape, only one of the first harmonic mode value and the second harmonic mode value is determined to be a dual cylinder misfire. More specifically, i) the first harmonic mode value is located outside the boundary surface 210 of the circular shape on the complex plane as shown in FIG. 5 (a), and the first harmonic mode value is the boundary surface of the circular shape (210) When located inside, the ignition sequence is diagnosed as a misfire in the adjacent first cylinder, third cylinder, second cylinder, or fourth cylinder, and ii) Conversely, as shown in FIG. 5 (b) When the first harmonic mode value is located inside the boundary surface 210 of the circular shape on the complex plane, and the second harmonic mode value is located outside the boundary surface 210 of the circular shape, the first cylinder in which the ignition order is dropped , The fourth cylinder, or it is possible to diagnose that a misfire occurred in the second cylinder, the third cylinder.

다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엔진 실화 진단 방법에 대하여 살펴보도록 한다.Next, the engine misfire diagnosis method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엔진 실화 진단 방법의 순서도이다.6 is a flowchart of an engine misfire diagnosis method according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 또 다른 실시예로 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이용하여 4기통 엔진 내 실화 발생 여부를 진단할 수 있는 방법에 있어서, 1 사이클 동안의 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 수집하는 데이터 수집 단계(S210), 상기 데이터 수집 단계(S210)에서 수집된 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이산 푸리에 변환하여 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 계산하는 이산 푸리에 변환 단계(S220) 및 상기 이산 푸리에 변환 단계(S220)에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상에 나타낸 값을 기 저장된 임계값과 비교하여 엔진 내 실화 발생 여부와 실화 발생 실린더를 진단하는 실화 진단 단계(S240)를 포함하는 엔진 실화 진단 방법(S200)을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, in a method capable of diagnosing a misfire in a four-cylinder engine using the output signal of the crankshaft position sensor, data collection for collecting the output signal of the crankshaft position sensor for one cycle Discrete Fourier transform step (S220) of calculating the real part and imaginary part of the crankshaft position sensor output signal by discrete Fourier transforming the output signal of the crankshaft position sensor collected in step S210, the data collection step S210, and the The real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal calculated in the discrete Fourier transform step (S220) are displayed on a complex plane, and the value indicated on the complex plane is compared with a pre-stored threshold value to determine whether an engine misfire occurs or misfire. It provides an engine misfire diagnosis method (S200) comprising a misfire diagnosis step (S240) for diagnosing the generated cylinder.

이 때, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엔진 실화 진단 방법(S200)을 구성하는 각 단계에 대한 구체적인 설명은 앞서 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 중복되는 설명은 생략하도록 한다.At this time, the detailed description of each step constituting the engine misfire diagnosis method (S200) according to another embodiment of the present invention is substantially the same as described above, so that the repeated description will be omitted below.

여기서, 상기 기 저장된 임계값은 원 형상의 경계면, 회전 기준선으로부터 일정 각도에 위치하는 적어도 하나 이상의 위상 선을 포함하며, 상기 엔진 실화 진단 방법(S200)에서는 경계면, 위상 선과 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값을 토대로 엔진 실화 진단을 할 수 있다.Here, the pre-stored threshold value includes at least one phase line located at a certain angle from the circular boundary surface and the rotational reference line. In the engine misfire diagnosis method (S200), the boundary surface, the phase line, and the crankshaft position sensor output signal Engine misdiagnosis can be diagnosed based on the real and imaginary parts shown on the complex plane.

본 발명의 엔진 실화 진단 방법(S200)은 상기 실화 진단 단계에서 엔진 내 실화 발생 여부와 실화 발생 실린더를 진단하기에 앞서, 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부, 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값을 원점 이동시키는 시프팅 단계(S230)를 더 포함하며, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 엔진 실화 진단 방법(S200)은 상기 시프팅 단계(S230)를 통하여 플라이 휠의 치 오차(Tooth error), 엔진 구동으로 인해 발생되는 오차(Engine effect error)가 실화 진단 단계(S240)에서의 실화 발생 여부 또는 실화 발생 실린더 진단 과정에 영향을 끼치는 것을 최소화할 수 있다.In the engine misfire diagnosis method (S200) of the present invention, prior to diagnosing misfire in the engine and the misfire cylinder in the misfire diagnosis step, the real and imaginary parts of the crankshaft position sensor output signal are displayed on the complex plane. Further comprising a shifting step (S230) to move the origin, the engine misfire diagnosis method (S200) of the present invention, as described above, through the shifting step (S230), the tooth error of the flywheel (Tooth error), engine driving It can be minimized that an error (Engine effect error) caused by the misfire occurs in the misfire diagnosis step (S240) or affects the misfire cylinder diagnosis process.

특히, 상기 실화 진단 단계(S240)에서는 상기 이산 푸리에 변환 단계(S210)에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 토대로 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값을 산출한 후, 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값을 복소 평면 상에 나타내고, 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값을 임계값과 비교하여 실화 발생 여부를 진단할 수 있으며, 보다 구체적으로는 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 모두 원 형상의 경계면 외부에 위치하는 경우에는 상기 실화 진단 단계(S240)는 단일 실린더 실화가 발생한 것으로 진단한다.In particular, in the misfire diagnosis step (S240), after calculating the first harmonic mode value and the second harmonic mode value based on the real and imaginary parts of the crankshaft position sensor output signal calculated in the discrete Fourier transform step (S210), The first harmonic mode value and the second harmonic mode value may be displayed on a complex plane, and the first harmonic mode value and the second harmonic mode value may be compared with a threshold value to diagnose whether a misfire has occurred, and more specifically When both the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are located outside the boundary of the circular shape on the complex plane, the misfire diagnosis step S240 diagnoses that a single cylinder misfire has occurred.

또한, 상기 실화 진단 단계(S240)는 실화(단일 실린더 실화 또는 듀얼 실린더 실화)가 발생한 것으로 진단되는 경우, 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값의 위치가 복수 개의 위상 선에 의해 형성되는 4개의 영역 중 어느 영역에 위치하는 지를 확인하여 실화 발생 실린더를 진단할 수 있으며, In addition, in the misfire diagnosis step (S240), when a misfire (single cylinder misfire or dual cylinder misfire) is diagnosed, the positions of the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are formed by a plurality of phase lines. It is possible to diagnose the misfire cylinder by checking which of the four areas is located,

예를 들어 2개의 위상 선에 의해 복소 평면 상에 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역, 제4 영역이 형성된 경우, 상기 실화 진단 단계(S240)는 ⅰ) 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 제1 영역에 위치하는 경우에는 제1 실린더에 실화가 발생한 것으로 판단하고, ⅱ) 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 제2 영역에 위치하는 경우에는 제2 실린더에 실화가 발생한 것으로 판단하며, ⅲ) 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 제3 영역에 위치하는 경우에는 제3 실린더에 실화가 발생한 것으로 판단하고, ⅳ) 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값이 제4 영역에 위치하는 경우에는 제4 실린더에 실화가 발생한 것으로 판단할 수 있다.For example, when a first region, a second region, a third region, and a fourth region are formed on a complex plane by two phase lines, the misdiagnosis step (S240) is ⅰ) a first harmonic mode value and a second When the harmonic mode value is located in the first region, it is determined that misfire has occurred in the first cylinder, and ii) when the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are located in the second region, the misfire occurs in the second cylinder. 발생한) If the first harmonic mode value and the second harmonic mode value are located in the third area, it is determined that misfire has occurred in the third cylinder, and iii) the first harmonic mode value and the second harmonic. When the mode value is located in the fourth region, it may be determined that a misfire has occurred in the fourth cylinder.

아울러, 상기 실화 진단 단계(S240)는 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 외부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 내부에 위치하는 경우, 제1 실린더, 제3 실린더 또는 제2 실린더, 제4 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단하고, 복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 내부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 외부에 위치하는 경우, 제1 실린더, 제4 실린더 또는 제2 실린더, 제3 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단할 수 있다.In addition, in the misdiagnosis step (S240), when the first harmonic mode value is located outside the boundary surface of the circular shape on the complex plane, and the second harmonic mode value is located inside the boundary surface of the circular shape, the first cylinder, the first Diagnosis that a misfire has occurred in the 3 cylinder, the 2nd cylinder, and the 4th cylinder, the first harmonic mode value is located inside the boundary surface of the circular shape on the complex plane, and the second harmonic mode value is located outside the boundary surface of the circular shape If it does, it can be diagnosed that a misfire has occurred in the first cylinder, the fourth cylinder, the second cylinder, or the third cylinder.

정리하면, 본 발명은 상기와 같이 크랭크축 위치 센서의 출력 신호에 이산 푸리에 변환을 적용하여 실수부과 허수부를 산출한 후, 이를 복소 평면 상에서 임계값과 비교하는 방식으로 실화 진단할 수 있는 엔진 실화 진단 시스템 및 방법을 제공하고, 이로 인해 종래의 주파수 분석 방식을 통해서는 엔진 실화 진단이 불가능한 영역에서도 실화 진단이 가능해지는 바, 엔진 실화 진단의 정밀성을 향상시키는데 이바지할 수 있다.In summary, the present invention applies the discrete Fourier transform to the output signal of the crankshaft position sensor, calculates the real part and the imaginary part, and compares it with a threshold value on a complex plane to diagnose engine misfire. A system and method are provided, and thus, a misfire diagnosis is possible even in a region where engine misdiagnosis is impossible through a conventional frequency analysis method, and thus it can contribute to improving the precision of engine misdiagnosis.

본 발명에서는 4기통 엔진 내에서 실화 발생 여부를 진단하고, 실화 발생 실린더를 진단하는 과정을 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 엔진 실화 발생 여부 및 실화 발생 실린더 진단 과정은 4기통 엔진에 한정되는 것은 아니며, 8기통, 16기통 엔진 등 다양한 종류의 엔진에 확대 적용할 수 있음 당연하다.In the present invention, the process of diagnosing whether a misfire has occurred in a four-cylinder engine and diagnosing a misfire cylinder has been mainly described. Naturally, it can be applied to various types of engines such as 8-cylinder and 16-cylinder engines.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments and application examples of the present invention have been shown and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments and application examples described above, and the present invention without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be implemented by a person having ordinary knowledge in the technical field to which this belongs, and these modifications should not be individually understood from the technical idea or prospect of the present invention.

또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In addition, the terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 플라이 휠
20 : 크랭크축 위치 센서
100 : 신호 처리부
200 : 이산 푸리에 변환부
210 : 경계면
220 : 위상 선
300 : 메모리부
400 : 실화 발생 진단부10: fly wheel
20: crankshaft position sensor
100: signal processing unit
200: discrete Fourier transform
210: interface
220: phase line
300: memory unit
400: misfire diagnosis unit

Claims (15)

크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이용하여 4기통 엔진 내 실화 발생 여부를 진단할 수 있는 시스템에 있어서,
1 사이클 동안의 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이산 푸리에 변환하여, 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 계산하는 이산 푸리에 변환부;
실화 발생 진단의 기준이 되는 임계값이 맵핑된 메모리부; 및
상기 이산 푸리에 변환부에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상에 나타낸 값을 상기 메모리부에 저장된 임계값과 비교하여 엔진 내 실화 발생 여부와 실화 발생 실린더를 진단하는 실화 발생 진단부;
를 포함하고,
상기 임계값은 원 형상의 경계면을 가지며,
상기 실화 발생 진단부는,
상기 이산 푸리에 변환부에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 토대로 하모닉 차수가 서로 상이한 제1 하모닉 모드 값 및 제2 하모닉 모드 값을 산출하고, 상기 산출된 제1 및 제2 하모닉 모드 값들을 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상의 상기 제1 및 제2 하모닉 모드 값들을 상기 임계값과 비교하여 실화 발생 여부를 진단하되,
상기 제1 및 제2 하모닉 모드 값들이 모두 상기 원 형상의 경계면 외부에 위치하면 단일 실린더 실화가 발생한 것으로 진단하고,
상기 제1 및 제2 하모닉 모드 값들 중 어느 하나는 상기 원 형상의 경계면 내부에 위치하고 나머지 다른 하나는 상기 원 형상의 경계면 외부에 위치하면 듀얼 실린더 실화가 발생한 것으로 진단하는 엔진 실화 진단 시스템.
In the system capable of diagnosing the occurrence of misfire in the four-cylinder engine using the output signal of the crankshaft position sensor,
A discrete Fourier transform unit that converts an output signal of the crankshaft position sensor output signal during one cycle into a discrete Fourier and calculates a real part and an imaginary part of the crankshaft position sensor output signal;
A memory unit mapped with a threshold value that is a reference for diagnosis of misfire occurrence; And
The real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal calculated by the discrete Fourier transform unit are displayed on a complex plane, and the value displayed on the complex plane is compared with a threshold value stored in the memory unit to determine whether an engine misfire occurs or not. A misfire diagnosis unit that diagnoses a misfire cylinder;
Including,
The threshold has a circular boundary surface,
The misfire diagnosis unit,
The first harmonic mode value and the second harmonic mode value having different harmonic orders are calculated based on the real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal calculated by the discrete Fourier transform part, and the calculated first and second harmonics are calculated. Mode values are displayed on a complex plane, and the first and second harmonic mode values on the complex plane are compared with the threshold to diagnose whether misfire has occurred,
When both the first and second harmonic mode values are located outside the boundary of the circular shape, it is diagnosed that a single cylinder misfire has occurred,
An engine misfire diagnosis system that diagnoses that dual cylinder misfire has occurred when one of the first and second harmonic mode values is located inside the boundary surface of the circular shape and the other is located outside the boundary surface of the circular shape.
제1항에 있어서,
상기 이산 푸리에 변환부는,
크랭크축의 각속도를 토대로 시간 영역의 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이산 푸리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환시키고, 상기 주파수 영역으로 변환된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 계산하는 것을 특징으로 하는 엔진 실화 진단 시스템.
According to claim 1,
The discrete Fourier transform unit,
Characterized in that the output signal of the crankshaft position sensor in the time domain is converted to the frequency domain using a discrete Fourier transform based on the angular velocity of the crankshaft, and the real and imaginary parts of the crankshaft position sensor output signal converted to the frequency domain are calculated. Engine misfire diagnosis system.
제1항에 있어서,
상기 메모리부에 저장된 임계값은,
회전 기준선으로부터 일정 각도에 위치하는 적어도 하나 이상의 위상 선;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 실화 진단 시스템.
According to claim 1,
The threshold value stored in the memory unit,
At least one phase line positioned at an angle from the rotation reference line;
Engine misfire diagnosis system further comprising a.
제3항에 있어서,
상기 실화 발생 진단부는,
실화 발생 여부를 진단하기에 앞서, 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부, 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값을 원점 이동시키는 것을 특징으로 하는 엔진 실화 진단 시스템.
According to claim 3,
The misfire diagnosis unit,
Prior to diagnosing whether a misfire has occurred, the engine misdiagnosis diagnosis system characterized in that the real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal are moved to the origin indicated on the complex plane.
삭제delete 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 실화 발생 진단부는,
단일 실린더 실화가 발생한 것으로 진단되는 경우, 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값의 위치가 복수 개의 위상 선에 의해 형성되는 4개의 영역 중 어느 영역에 위치하는 지를 확인하여 실화 발생 실린더를 진단하는 것을 특징으로 하는 엔진 실화 진단 시스템.
According to claim 3,
The misfire diagnosis unit,
When it is diagnosed that a single cylinder misfire has occurred, the misfire-producing cylinder is diagnosed by checking which region of the first harmonic mode value and the second harmonic mode value is located in four regions formed by a plurality of phase lines. Engine misfire diagnosis system, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 실화 발생 진단부는,
복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 외부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 내부에 위치하는 경우, 제1 실린더, 제3 실린더 또는 제2 실린더, 제4 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단하고,
복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 내부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 외부에 위치하는 경우, 제1 실린더, 제4 실린더 또는 제2 실린더, 제3 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 엔진 실화 진단 시스템.
According to claim 1,
The misfire diagnosis unit,
On the complex plane, when the first harmonic mode value is located outside the circular boundary surface, and the second harmonic mode value is located inside the circular boundary surface, the first cylinder, the third cylinder or the second cylinder, the fourth cylinder Diagnosed as having a misfire,
On the complex plane, when the first harmonic mode value is located inside the circular interface, and the second harmonic mode value is located outside the circular interface, the first cylinder, the fourth cylinder or the second cylinder, the third cylinder Engine misfire diagnosis system characterized by diagnosing that misfire has occurred.
크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이용하여 4기통 엔진 내 실화 발생 여부를 진단할 수 있는 방법에 있어서,
1 사이클 동안의 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 수집하는 데이터 수집 단계;
상기 데이터 수집 단계에서 수집된 크랭크축 위치 센서의 출력 신호를 이산 푸리에 변환하여 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 계산하는 이산 푸리에 변환 단계; 및
상기 이산 푸리에 변환 단계에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상에 나타낸 값을 기 저장된 임계값과 비교하여 엔진 내 실화 발생 여부와 실화 발생 실린더를 진단하는 실화 진단 단계;
를 포함하며,
상기 임계값은 복소 평면 상에 표시되는 원 형상의 경계면을 가지며,
상기 실화 진단 단계는,
상기 이산 푸리에 변환 단계에서 계산된 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부와 허수부를 토대로 하모닉 차수가 서로 상이한 제1 하모닉 모드 값 및 제2 하모닉 모드 값을 산출하고, 상기 산출된 제1 및 제2 하모닉 모드 값들을 복소 평면 상에 나타내고, 상기 복소 평면 상의 상기 제1 및 제2 하모닉 모드 값들을 상기 임계값과 비교하여 실화 발생 여부를 진단하되,
상기 제1 및 제2 하모닉 모드 값들이 모두 상기 원 형상의 경계면 외부에 위치하면 단일 실린더 실화가 발생한 것으로 진단하고,
상기 제1 및 제2 하모닉 모드 값들 중 어느 하나는 상기 원 형상의 경계면 내부에 위치하고 나머지 다른 하나는 상기 원 형상의 경계면 외부에 위치하면 듀얼 실린더 실화가 발생한 것으로 진단하는 엔진 실화 진단 방법.
In the method for diagnosing the occurrence of misfire in the four-cylinder engine using the output signal of the crankshaft position sensor,
A data collection step of collecting the output signal of the crankshaft position sensor for one cycle;
A discrete Fourier transform step of calculating a real part and an imaginary part of the crankshaft position sensor output signal by discrete Fourier transforming the output signal of the crankshaft position sensor collected in the data collection step; And
The real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal calculated in the discrete Fourier transform step are displayed on a complex plane, and the value displayed on the complex plane is compared with a pre-stored threshold value to determine whether an engine has a misfire and a misfire cylinder. True diagnosis step to diagnose;
It includes,
The threshold has a circular boundary surface displayed on a complex plane,
The misdiagnosis step,
A first harmonic mode value and a second harmonic mode value having different harmonic orders are calculated based on real and imaginary parts of the crankshaft position sensor output signal calculated in the discrete Fourier transform step, and the calculated first and second harmonics are calculated. Mode values are displayed on a complex plane, and the first and second harmonic mode values on the complex plane are compared with the threshold value to diagnose whether misfire has occurred,
When both the first and second harmonic mode values are located outside the boundary of the circular shape, it is diagnosed that a single cylinder misfire has occurred,
The engine misfire diagnosis method of diagnosing that dual cylinder misfire has occurred when one of the first and second harmonic mode values is located inside the boundary surface of the circular shape and the other is located outside the boundary surface of the circular shape.
제9항에 있어서,
상기 기 저장된 임계값은,
회전 기준선으로부터 일정 각도에 위치하는 적어도 하나 이상의 위상 선;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 실화 진단 방법.
The method of claim 9,
The pre-stored threshold value,
At least one phase line positioned at an angle from the rotation reference line;
Engine misfire diagnosis method further comprising a.
제10항에 있어서,
상기 실화 진단 단계에서 엔진 내 실화 발생 여부와 실화 발생 실린더를 진단하기에 앞서, 크랭크축 위치 센서 출력 신호의 실수부, 허수부를 복소 평면 상에 나타낸 값을 원점 이동시키는 시프팅 단계;를 더 포함하는 엔진 실화 진단 방법.
The method of claim 10,
In the misfire diagnosis step, prior to diagnosing whether a misfire occurs in the engine and a misfire cylinder, a shifting step of moving the real part and the imaginary part of the crankshaft position sensor output signal on the complex plane by origin is further included. How to diagnose engine misfires.
삭제delete 삭제delete 제10항에 있어서,
상기 실화 진단 단계는,
단일 실린더 실화가 발생한 것으로 진단되는 경우, 상기 제1 하모닉 모드 값과 제2 하모닉 모드 값의 위치가 복수 개의 위상 선에 의해 형성되는 4개의 영역 중 어느 영역에 위치하는 지를 확인하여 실화 발생 실린더를 진단하는 것을 특징으로 하는 엔진 실화 진단 방법.
The method of claim 10,
The misdiagnosis step,
When it is diagnosed that a single cylinder misfire has occurred, the misfire-producing cylinder is diagnosed by checking which region of the first harmonic mode value and the second harmonic mode value is located in four regions formed by a plurality of phase lines. Engine misfire diagnosis method characterized in that.
제9항에 있어서,
상기 실화 진단 단계는,
복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 외부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 내부에 위치하는 경우, 제1 실린더, 제3 실린더 또는 제2 실린더, 제4 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단하고,
복소 평면 상에서 상기 제1 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 내부에 위치하고, 상기 제2 하모닉 모드 값은 원 형상의 경계면 외부에 위치하는 경우, 제1 실린더, 제4 실린더 또는 제2 실린더, 제3 실린더에 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 엔진 실화 진단 방법.The method of claim 9,
The misdiagnosis step,
On the complex plane, when the first harmonic mode value is located outside the circular boundary surface, and the second harmonic mode value is located inside the circular boundary surface, the first cylinder, the third cylinder or the second cylinder, the fourth cylinder Diagnosed as having a misfire,
On the complex plane, when the first harmonic mode value is located inside the circular interface, and the second harmonic mode value is located outside the circular interface, the first cylinder, the fourth cylinder or the second cylinder, the third cylinder Engine misfire diagnosis method, characterized in that the diagnosis that the misfire has occurred.
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KR100305832B1 (en) 1999-07-21 2001-09-13 이계안 Using frequency analysis, a system and an way of detecting engine misfire
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