KR102119872B1 - Misfire diagnosis method and system of single cylinder four-stroke engine - Google Patents

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KR102119872B1 KR1020180154604A KR20180154604A KR102119872B1 KR 102119872 B1 KR102119872 B1 KR 102119872B1 KR 1020180154604 A KR1020180154604 A KR 1020180154604A KR 20180154604 A KR20180154604 A KR 20180154604A KR 102119872 B1 KR102119872 B1 KR 102119872B1
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Abstract

Disclosed are a method and apparatus for diagnosing misfiring of a single-cylinder four-stroke engine. According to an embodiment of the present invention, the method of the present invention comprises: a data collection step of collecting signal data output by a crankshaft position sensor during two engine cycles; a discrete Fourier transform step of applying a discrete Fourier transform to the signal data during the two engine cycles collected in the data collection step to quantify the same in a frequency form; a PSD calculation step of calculating a power spectrum density (PSD) from frequency data converted in the discrete Fourier transform step; and a misfiring diagnosis step of analyzing a harmonic order value exhibiting a maximum value of the PSD calculated in the PSD calculation step to diagnose whether the misfiring occurs. According to the present invention, the misfiring can be simply and accurately diagnosed and detected.

Description

단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법 및 시스템{Misfire diagnosis method and system of single cylinder four-stroke engine}Misfire diagnosis method and system of single cylinder four-stroke engine}

본 발명은 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법 및 장치에 관한 것으로, 실화 분석 대상 엔진 사이클에서 추출되는 엔진 속도에 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform)을 적용하여 엔진 주파수의 변동량을 정량적으로 파악하고 실화(Misfire) 여부를 진단하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a misfire diagnosis method and apparatus for a single-stroke four-stroke engine, by applying a discrete Fourier Transform to the engine speed extracted from the engine cycle subject to misfire analysis, quantitatively grasp the fluctuation of the engine frequency and make a misfire ( Misfire) relates to a method and apparatus for diagnosing misfires in a single-stroke four-stroke engine.

화석연료를 사용하는 엔진에서 분사된 연료가 연소하지 않고 그대로 외기로 배출되는 현상을 실화(Misfire)라 한다.  엔진 실화가 발생하면, 미연소된 연료가 그대로 배출되어 대기오염에 악영향을 미치거나 미연소된 연료가 촉매에서 연소되어 촉매를 손상시킬 수 있다. Misfire is a phenomenon in which fuel injected from an engine using fossil fuel does not burn and is discharged to the outside air as it is. When an engine misfire occurs, unburned fuel is discharged as it is, adversely affecting air pollution, or unburned fuel may be burned in the catalyst and damage the catalyst.

이에 따라 일반 자동차의 경우 ECU 내에 실화검출 로직을 탑재하여 실화를 진단함으로써 대기오염이나 촉매 손상을 방지하고 있다. 자동차에는 크랭크축 위치센서에서 계측된 투스 타임(Tooth time) 신호로부터 엔진 속도를 추출하여 실화를 진단하는 엔진 러프니스(Engine roughness) 방법이 주로 적용된다.Accordingly, in the case of a general vehicle, the misfire detection logic is installed in the ECU to diagnose misfire to prevent air pollution or catalyst damage. An engine roughness method for diagnosing misfires by extracting an engine speed from a tooth time signal measured by a crankshaft position sensor is mainly applied to automobiles.

그 외에도 연소압 센서나 점화플러그의 이온 전류(Ionic current)를 계측하여 실화를 판단하는 기술도 알려져 있다.In addition, a technique for determining misfire by measuring the ionic current of a combustion pressure sensor or an ignition plug is also known.

한편, 배기가스 배출규제가 날로 강화되고 있는 전세계적인 추세에서, 이전까지 규제 대상에 포함되지 않았던 이륜 오토바이 또한 배기가스 배출규제로부터 자유롭지 못한 상황이며, 따라서 이륜 오토바이 역시 배기가스 배출규제 충족을 위한 시장의 요구에 부응하는 기술적 보완이 필요한 실정이다.On the other hand, in the global trend in which exhaust emission regulations are being strengthened day by day, two-wheeled motorcycles, which were not previously included in the regulation, are also not free from exhaust emission regulations. Therefore, two-wheeled motorcycles are also in the market to meet emission regulations. There is a need for technical supplementation to meet the needs.

이러한 시장의 요구에 부응하기 위한 대책의 일환 중 하나가 일반 자동차에나 적용되던 실화검출 기술을 이륜 오토바이에 적용하려는 시도이다. 그러나 일반 자동차에 적용되는 실화검출 기술을 이륜 오토바이에 그대로 적용하기에는 어려움이 있다. One of the countermeasures to meet the demands of this market is the attempt to apply the true-fire detection technology that has been applied to general automobiles to motorcycles. However, it is difficult to apply the true fire detection technology applied to a general vehicle to a motorcycle.

일반적으로 자동차에 적용되는 실화검출 기술은 다기통 엔진의 특성상 상당히 복잡한 프로세스를 포함하는데, 이륜 오토바이에 일반적으로 탑재되는 ECU는 자동차에 비해 저가형으로 처리 성능이 떨어진다. 따라서 자동차의 실화검출 기술을 이륜 오토바이의 ECU에 그대로 적용하기에는 무리가 따른다.In general, misfire detection technology applied to automobiles includes a fairly complicated process due to the characteristics of a multi-cylinder engine, and ECUs generally mounted on two-wheeled motorcycles are inexpensive and have low processing performance compared to automobiles. Therefore, it is difficult to apply the true detection technology of automobiles to ECUs of motorcycles.

이에 전세계적으로 강화되고 있는 배기가스 배출규제에 따른 시장의 요구에 맞춰, 이륜 오토바이만의 특성에 맞는 실화검출 기술이 필요한 실정이다. 즉 이륜 오토바이에 최적화된 단순하면서도 실화를 정확하게 진단/검출할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Accordingly, in accordance with the market demand according to the exhaust emission regulations that are being strengthened worldwide, there is a need for a true fire detection technology suitable for the characteristics of two-wheeled motorcycles. In other words, a simple and optimized technique for accurately detecting/detecting misfires optimized for two-wheeled motorcycles is needed.

대한민국등록특허 제10-1869324호 (등록일 2018.06.14)Korea Registered Patent No. 10-1869324 (Registration Date 2018.06.14)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 자동차용 다기통 엔진의 실화검출 기술에 비해 단순하면서도 정확하게 실화를 진단/검출할 수 있는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a method and apparatus for diagnosing misfires of a single-stroke four-stroke engine that can diagnose/detect misfires simply and accurately compared to misfire detection technologies of automobile multi-cylinder engines.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,According to an aspect of the present invention as a solution to the problem,

크랭크축 위치센서의 출력 신호를 이용하여 단기통 4행정 엔진에서 발생하는 실화를 진단하는 방법으로서,As a method of diagnosing misfires occurring in a single-stroke four-stroke engine using the output signal of a crankshaft position sensor,

a) 2개의 엔진 사이클 동안의 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 수집하는 데이터 수집 단계;a) a data collection step of collecting signal data output by the crankshaft position sensor during two engine cycles;

b) 상기 데이터 수집 단계에서 수집된 2개의 엔진 사이클 동안의 신호 데이터에 이산 푸리에 변환을 적용하여 주파수 형태로 정량화하는 이산 푸리에 변환 단계; b) a discrete Fourier transform step of quantifying a frequency form by applying a discrete Fourier transform to signal data for two engine cycles collected in the data collecting step;

c) 상기 이산 푸리에 변환 단계에서 변환된 주파수 데이터로부터 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 산출하는 PSD 산출 단계; 및c) a PSD calculation step of calculating a power spectrum density (PSD) from the frequency data converted in the discrete Fourier transform step; And

d) 상기 PSD 산출 단계에서 산출된 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타난 하모닉차수 값을 분석하여 실화 여부를 진단하는 실화 진단 단계;를 포함하며,d) a misfire diagnosis step of diagnosing misfire by analyzing a harmonic order value in which the maximum value of the power spectral density calculated in the PSD calculation step appears; includes,

상기 2개의 연속된 엔진 사이클이 하나의 실화 분석 대상 구간을 구성하고, 하나의 실화 분석 대상 구간은 직전의 실화 분석 대상 구간과 1개의 엔진 사이클이 겹치는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법을 제공한다.The two consecutive engine cycles constitute one misfire analysis target section, and one misfire analysis target section overlaps the preceding misfire analysis target section and one engine cycle, and the misfire diagnosis method of the short-term four-stroke engine is characterized. Gives

여기서 상기 이산 푸리에 변환 단계는, 상기 데이터 수집 단계에서 수집된 2개의 엔진 사이클 동안의 크랭크축 위치센서 출력 신호 데이터에서 선형 추세를 제거한 후, 크랭크축의 각속도를 토대로 상기 크랭크축 위치센서 출력 신호 데이터를 주파수 성분으로 변환시키는 것을 특징으로 한다.Here, the discrete Fourier transform step, after removing the linear trend from the crankshaft position sensor output signal data during the two engine cycles collected in the data collection step, based on the angular velocity of the crankshaft position sensor output signal data frequency It is characterized by being converted to an ingredient.

또한 상기 실화 진단 단계에서는, 하모닉차수 값이 1이 아닌 값에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나면 정상점화로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the misfire diagnosis step, when the maximum value of the power spectrum density appears at a value where the harmonic order value is not 1, it is characterized in that it is diagnosed as normal ignition.

이와는 달리 상기 실화 진단 단계에서는, 하모닉차수 값이 1에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나면 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the misfire diagnosis step, when the maximum value of the power spectral density appears at a harmonic order value of 1, it is characterized by diagnosing that misfire has occurred.

또한 상기 실화 진단 단계에서는, 하모닉차수 값이 1에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나고, 하모닉차수 값이 1에서 나타난 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 직전 실화로 진단된 실화 분석 대상 구간의 파워 스펙트럼 밀도의 최대값보다 크면, 2개의 엔진 사이클에서 연속적으로 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the misfire diagnosis step, the maximum value of the power spectrum density at a harmonic order value of 1 appears, and the maximum value of the power spectrum density at a harmonic order value of 1 is the power spectrum of the misinterpretation target section diagnosed as the previous misfire. If it is larger than the maximum value of density, it is characterized by diagnosing that a misfire occurs continuously in two engine cycles.

또한 상기 실화 진단 단계에서는, 하나의 실화 분석 대상 구간에 포함된 2개의 엔진 사이클 중, 두 번째 엔진 사이클의 폭발행정 초기의 엔진 속도보다 배기행정 말기의 엔진 속도가 작으면, 연속 실화로 진단하는 것을 특징으로 한다.In the misfire diagnosis step, if the engine speed at the end of the exhaust stroke is smaller than the initial engine speed of the second engine cycle among the two engine cycles included in one misfire analysis target section, the diagnosis is made as continuous misfire. It is characterized by.

또한, 상기 이산 푸리에 변환 단계 이전에 데이터 수집 단계에서 수집된 2개 엔진 사이클 동안의 크랭크축 위치센서에 의한 신호 데이터를 일정한 간격으로 다운 샘플링(Down sampling)하는 다운 샘플링 단계;를 더 포함한다.In addition, a further down-sampling step of down-sampling the signal data by the crankshaft position sensor during the two engine cycles collected in the data collection step prior to the discrete Fourier transform step (Down sampling); further includes.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention as a solution to the problem,

크랭크축 위치센서의 출력 신호를 이용하여 단기통 4행정 엔진에서 발생하는 실화를 진단하는 시스템으로서,A system for diagnosing misfires occurring in a single-stroke four-stroke engine using the output signal of a crankshaft position sensor.

2개의 엔진 사이클 동안 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 이산 푸리에 변환하는 이산 푸리에 변환부; A discrete Fourier transform unit converting the signal data output by the crankshaft position sensor during two engine cycles into a discrete Fourier transform;

상기 이산 푸리에 변환부를 통해 이산 푸리에 변환된 주파수 데이터로부터 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 산출하는 PSD 산출부;A PSD calculating unit calculating a power spectral density (PSD) from the discrete Fourier transformed frequency data through the discrete Fourier transform unit;

상기 PSD 산출부에서 산출된 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타난 하모닉차수 값을 분석하여 실화 여부를 진단하는 실화 진단부;를 포함하며,Includes; a misdiagnosis diagnosis unit for diagnosing a misfire by analyzing a harmonic order value in which the maximum value of the power spectrum density calculated by the PSD calculation unit appears;

상기 2개의 연속된 엔진 사이클이 하나의 실화 분석 대상 구간을 구성하고, 하나의 실화 분석 대상 구간은 직전의 실화 분석 대상 구간과 1개의 엔진 사이클이 겹치는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 시스템을 제공한다.The two consecutive engine cycles constitute one misfire analysis target section, and one misfire analysis target section is a misfire diagnosis system for a short-term four-stroke engine, characterized in that the preceding misfire analysis target section and one engine cycle overlap. Gives

여기서, 상기 이산 푸리에 변환부를 통한 이산 푸리에 변환 전 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 일정한 간격으로 다운 샘플링(Down sampling)하는 신호 처리부;를 더 포함한다.Here, the signal processing unit for down-sampling the signal data output from the crankshaft position sensor prior to the discrete Fourier transform through the discrete Fourier transform unit at regular intervals; further includes a.

그리고 상기 이산 푸리에 변환부는, 상기 2개의 엔진 사이클 동안 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터에서 선형 추세를 제거한 후, 크랭크축의 각속도를 토대로 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 주파수 성분으로 변환시키는 것을 특징으로 한다.The discrete Fourier transform unit removes the linear trend from the signal data output by the crankshaft position sensor during the two engine cycles, and then converts the signal data output by the crankshaft position sensor into frequency components based on the angular velocity of the crankshaft. It is characterized by letting.

또한, 상기 실화 진단부는, 하모닉차수 값이 1이 아닌 값에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나면 정상점화로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the misfire diagnosis unit is characterized in that when the maximum value of the power spectral density appears when the harmonic order value is not 1, it is diagnosed as normal ignition.

또한, 상기 실화 진단부는, 하모닉차수 값이 1에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나면 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the misfire diagnosis unit is characterized in that when the harmonic order value is 1, the maximum value of the power spectrum density appears, the misfire has occurred.

또한, 상기 실화 진단부는, 하모닉차수 값이 1에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나고, 하모닉차수 값이 1에서 나타난 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 직전 실화로 진단된 실화 분석 대상 구간의 파워 스펙트럼 밀도의 최대값보다 크면, 2개의 엔진 사이클에서 연속적으로 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the misfire diagnosis unit, the power spectrum of the misinterpretation analysis target section in which the maximum value of the power spectrum density with a harmonic order value of 1 appears and the maximum value of the power spectral density with a harmonic order value of 1 has been diagnosed as the previous misfire. If it is larger than the maximum value of density, it is characterized by diagnosing that a misfire occurs continuously in two engine cycles.

또한, 상기 실화 진단부는, 하나의 실화 분석 대상 구간에 포함된 2개의 엔진 사이클 중, 두 번째 엔진 사이클의 폭발행정 초기의 엔진 속도보다 배기행정 말기의 엔진 속도가 작으면, 연속 실화로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, if the engine speed at the end of the exhaust stroke is smaller than the engine speed at the initial stage of the explosive stroke of the second engine cycle among the two engine cycles included in one misfire analysis target section, the misfire diagnosis unit diagnoses the misfire as continuous misfire. It is characterized by.

본 발명의 실시 예에 따른 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법에 의하면, 실화 분석 대상 구간의 행정 별 엔진 속도에 대해 이산 푸리에 변환을 적용하여 엔진 주파수 형태로 정량화하고, 이산 푸리에 변환된 실화 분석 대상 구간의 상기 엔진 주파수를 분석하여 정상점화인지 실화(Misfire) 인지를 진단하도록 구성된다.According to a misfire diagnosis method of a single-stroke four-stroke engine according to an embodiment of the present invention, a discrete Fourier transform is applied to the engine speed for each stroke of a section to be analyzed to quantify it in the form of an engine frequency, and the section to be analyzed by the discrete Fourier transform It is configured to diagnose whether the normal ignition or misfire (Misfire) by analyzing the engine frequency of the.

즉 실화 여부를 명확하게 판단할 수 있는 최소한의 주요 정보만을 가지고 실화를 진단/검출하는 방식으로, 실화 진단/검출을 위한 프로세스의 단순화를 도모하면서도 정확도 높은 실화 진단/검출이 가능하며, 따라서 자동차에 적용되는 고가의 ECU에 비해 저가의 ECU를 사용하는 이륜 오토바이의 실정에 맞는 최적화된 실화 검출 기능을 제공할 수 있다.In other words, it is a method to diagnose/detect a true story with only the minimum key information that can clearly determine whether it is true. It is possible to provide an optimized misfire detection function suitable for the situation of a two-wheeled motorcycle using a low-cost ECU compared to an expensive ECU.

결과적으로, 배기가스 배출규제가 날로 강화되고 있는 전세계적인 추세에서, 이전까지 규제 대상에 포함되지 않았던 이륜 오토바이에 대해서도 배기가스 배출규제를 충족시킬 것을 요구하는 시장의 요구에 부응할 수 있으며, 별도의 하드웨어적인 추가 구성 없이도 소프트웨어만으로 구현이 가능하기 때문에 개발비용 또한 저렴하다는 장점이 있다.As a result, in the global trend of exhaust emission regulations being strengthened day by day, it is possible to meet the market demand to meet the emission regulations even for two-wheeled motorcycles that have not been previously regulated. Since it can be implemented only with software without additional hardware, the development cost is also low.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이산 푸리에 변환을 활용한 단기통 4행정 엔진 실화 진단 시스템의 개념도.
도 2의 (a), (b)는 각각 정상점화와 실화 시 2개의 엔진 사이클 동안의 크랭크축 위치센서 출력 신호에 대한 PSD 값의 변화량을 도시한 그래프.
도 3은 연속 실화 시 PSD 값 변화 및 엔진 속도의 진폭 변화를 도시한 그래프.
도 4는 연속 실화 발생 시 엔진 속도 변화를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법을 설명하기 위한 순서도.
1 is a conceptual diagram of a 4-stroke engine misfire diagnosis system using a discrete Fourier transform according to an embodiment of the present invention.
2(a) and 2(b) are graphs showing changes in PSD values for crankshaft position sensor output signals during two engine cycles during normal ignition and misfire, respectively.
3 is a graph showing changes in PSD value and amplitude of engine speed during continuous misfire.
4 is a graph showing a change in engine speed when continuous misfire occurs.
Figure 5 is a flow chart for explaining the misfire diagnosis method of a single-stroke four-stroke engine according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명을 설명함에 있어 이하 명세서에서 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 describing the present invention, terms used in the following specification 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.

또한, 본 명세서에서 "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.Also, in this specification, the terms “include” or “have” are intended to indicate that there are features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, and one or more other. It should be understood that features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Further, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

더하여, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "... unit", "... unit" and "... module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software or hardware and It can be implemented with a combination of software.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 동일 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals will be assigned to the same components, and duplicate descriptions of the same components will be omitted. In the following description, when it is determined that the detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

이하, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 사용되는 주요 용어에 대한 의미부터 간단하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, the meaning of the main terms used in describing the embodiments of the present invention will be briefly described.

본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 사용되는 용어 중 실화 분석 대상 구간은, 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 한 차례씩 포함하는 하나의 엔진 사이클과 직전의 행정이 동일한 다른 하나의 엔진 사이클을 포함하는 총 2개의 연속된 엔진 사이클로 구성된 구간을 의미하며, 하나의 실화 분석 대상 구간은 직전 실화 분석 대상 구간과 엔진 사이클 하나가 겹친다.Among the terms used in describing the embodiment of the present invention, the section for the misfire analysis includes one engine cycle including the intake, compression, explosion, and exhaust strokes once, and another engine cycle having the same previous stroke. Means a section composed of a total of two consecutive engine cycles, and a section in which a real story analysis target section overlaps a section in which a previous real story analysis target section and an engine cycle are performed.

즉 2개의 연속된 엔진 사이클로 구성된 하나의 실화 분석 대상 구간과 직전의 실화 분석 대상 구간은 중간에 1개의 엔진 사이클을 공통적으로 포함한다. 이는 다시 말해, 현재의 실화 분석 대상 구간 내 2개의 엔진 사이클 중 첫 번째 엔진 사이클과 직전 실화 분석 대상 구간 내 2개의 엔진 사이클 중 두 번째 엔진 사이클이 동일한 엔진 사이클임을 의미한다. That is, one misfire analysis target section composed of two consecutive engine cycles and the preceding misfire analysis target section commonly include one engine cycle in the middle. This means that the first engine cycle of the two engine cycles in the current misfire analysis target section and the second engine cycle of the two engine cycles in the preceding misfire analysis target section are the same engine cycle.

참고로, 1개의 엔진 사이클은 엔진 크랭크축의 두 바퀴(720˚ 회전을 뜻하며, 따라서 연속된 2개의 엔진 사이클로 구성된 하나의 실화 분석 대상 구간은 엔진 크랭크축이 네 바퀴(1440˚) 회전하는 구간을 의미한다.For reference, one engine cycle means two wheels of the engine crankshaft (720° rotation, so one section analyzed by misfire consisting of two consecutive engine cycles means the engine crankshaft rotation of four wheels (1440°). do.

또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 사용되는 용어 중 엔진 주파수는, 실화 분석 대상 구간의 행정 별 엔진 속도(크랭크축 위치센서의 출력 신호인 투스 타임(Tooth time) 신호에 기초하여 계산되는 엔진 크랭크축의 회전속도)에 이산 푸리에 변환을 적용하여 주파수 성분을 추출하고 주파수 파형으로 재배열한 것을 의미한다.In addition, among the terms used in describing the embodiment of the present invention, the engine frequency is an engine calculated based on an engine speed for each stroke of a target section for misfire analysis (tooth time signal, which is an output signal of a crankshaft position sensor). It means that frequency components are extracted and rearranged into frequency waveforms by applying a discrete Fourier transform to the crankshaft rotation speed).

여기서, 투스 타임(Tooth time)은 엔진 크랭크축이 일정 각도 회전하는데 소요되는 시간을 의미한다.Here, the tooth time means the time required for the engine crankshaft to rotate at a certain angle.

그리고, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 사용되는 용어 중 PSD는 파워스펙트럼밀도(Power spectral density)의 영문 약자로서 단위 주파수당 에너지 분포를 나타내는 의미로 사용되고, 이후 본 발명의 상세한 설명 및 도면에서 사용되는 k는 하모닉차수(harmonic order)를 의미한다.And, among the terms used in describing an embodiment of the present invention, PSD is an abbreviation of power spectral density and is used as a meaning to indicate the energy distribution per unit frequency, and is used in the detailed description and drawings of the present invention. K means harmonic order.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 단기통 4행정 엔진 실화 진단 장치의 개념도로서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 단기통 4행정 엔진 실화 진단 시스템에 대하여 살펴보기로 한다.1 is a conceptual diagram of a 4-stroke engine misfire diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention, with reference to FIG. 1, a description will be given of a 4-stroke engine misfire diagnosis system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 엔진 크랭크축(30) 상의 타겟 휠(Target wheel, 40) 둘레에 크랭크축 위치센서(10)가 배치된다. 타겟 휠(Target wheel, 40)의 외주면에는 상기 크랭크축(30)의 각속도를 측정할 수 있도록 복수 개의 치(Tooth)가 형성되어 있으며, 타겟 휠(40)이 회전 시 크랭크축 위치센서(20)가 상기 치를 검출하는 시간 정보를 이용하여 제어기(20)가 상기 크랭크축(30)의 각속도를 계산한다.Referring to FIG. 1, a crankshaft position sensor 10 is disposed around a target wheel 40 on the engine crankshaft 30. A plurality of teeth are formed on the outer circumferential surface of the target wheel 40 to measure the angular velocity of the crankshaft 30, and the crankshaft position sensor 20 when the target wheel 40 rotates The controller 20 calculates the angular velocity of the crankshaft 30 using the time information for detecting the tooth.

제어기(20)는 핸드 악셀 조작(미도시)을 통한 운전자의 가속 또는 감속 요구에 맞춰 연료 인젝터와 점화코일의 통전상태를 제어하여 엔진 속도를 제어하는 것은 물론, 크랭크축 위치센서의 출력 신호(Tooth time signal)에 데이터를 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform)하여 얻어진 파워 스펙트럼 밀도(이하, 'PSD'라 약칭한다) 값을 이용하여 실화(Misfire) 여부를 진단한다. The controller 20 controls the engine speed by controlling the energization state of the fuel injector and the ignition coil in accordance with the driver's acceleration or deceleration request through hand accelerator operation (not shown), as well as controlling the output speed of the crankshaft position sensor (Tooth The time signal is diagnosed for misfire using the power spectral density (hereinafter abbreviated as'PSD') obtained by distributing the data to a discrete Fourier transform.

실화(Misfire)는 앞서도 언급 했듯이, 엔진에서 분사된 연료가 연소하지 않고 그대로 외기로 배출되는 현상을 말한다. 실화가 발생하면 폭발(또는 팽창) 행정에서 엔진 속도를 가속시키는 에너지원이 발생하지 않음에 따라 크랭크축 위치센서(20)가 상기 치(Tooth)를 검출하여 내보내는 출력 신호(Tooth time signal)의 주기성이 훼손된다. Misfire, as mentioned earlier, refers to a phenomenon in which fuel injected from an engine is not combusted but discharged into the outside air. When a misfire occurs, the periodicity of the output signal (Tooth time signal) that the crankshaft position sensor 20 detects and sends the tooth as no energy source accelerating the engine speed occurs in the explosion (or expansion) stroke. This is undermined.

실화는 연료 미연소 -> 연소압 미생성 -> 피스톤 속도 감소 -> 크랭크축 회전 모멘텀 감소로 나타나며, 이에 따라 출력 신호 주기가 증가하고 엔진 속도는 감소한다. 즉 실화가 발생하면 엔진을 구동시키는 에너지원의 미발생으로 엔진 속도가 감소하므로, 크랭크축 위치센서(10)가 출력하는 신호 데이터를 이산 푸리에 변환하여 얻어진 엔진 주파수 특성을 분석하면 실화 여부를 진단할 수 있다.Misfire appears as unburned fuel -> no combustion pressure -> reduced piston speed -> reduced crankshaft rotation momentum, resulting in increased output signal period and reduced engine speed. That is, when a misfire occurs, the engine speed decreases due to the absence of an energy source that drives the engine. Thus, analysis of the engine frequency characteristics obtained by converting the signal data output by the crankshaft position sensor 10 into a discrete Fourier transform results in diagnosis of the misfire. Can be.

본 발명은 이처럼 정상점화와 실화 시 다른 형태로 나타나는 엔진 주파수의 특성에 주목하여 단기통 4행정 엔진에서 발생하는 실화를 엔진 주파수 특성을 분석해 정확하고 신속하게 진단/검출할 수 있도록 한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 실화 진단 시스템은, 신호 처리부(22), 이산 푸리에 변환부(24), PSD 산출부(26) 및 실화 진단부(28)를 포함한다.The present invention focuses on the characteristics of engine frequencies that appear in different forms during normal ignition and misfire, and analyzes engine frequency characteristics of misfires occurring in a single-stroke four-stroke engine to accurately and quickly diagnose/detect the present invention. The misfire diagnosis system according to the embodiment includes a signal processing unit 22, a discrete Fourier transform unit 24, a PSD calculation unit 26, and a misfire diagnosis unit 28.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 시스템을 구성하는 각부 구성에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the configuration of each part constituting the misfire diagnosis system of the single-stroke four-stroke engine according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.

신호 처리부(22)의 주된 기능은 다운 샘플링(Down sampling)이다. 신호 처리부(22)는 구체적으로, 크랭크축 위치센서(10)가 출력하는 신호 데이터에 대한 이산 푸리에 변환 전 상기 크랭크축 위치센서(10)가 출력하는 신호 데이터를 일정한 간격으로 다운 샘플링(Down sampling)하여 처리할 신호 데이터의 양을 줄임으로써, 제어기가 부담해야 할 연산 부하를 경감시킨다. The main function of the signal processing unit 22 is down sampling. Specifically, the signal processing unit 22 down-samples the signal data output by the crankshaft position sensor 10 at regular intervals before discrete Fourier transformation of the signal data output by the crankshaft position sensor 10. This reduces the amount of signal data to be processed, thereby reducing the computational load to be borne by the controller.

타겟 휠(40)의 외주면에 36개의 치가 형성되어 있는 경우를 예로 들면, 엔진 주파수 분석을 통해 엔진 실화를 진단하기 위해서는, 본 발명에서 제안하는 방식의 경우 2개의 엔진 사이클, 즉 크랭크축(30)이 1440=720*2) 회전하는 구간에 대하여 총 144(36*4)개의 크랭크축 위치센서(10)의 출력 신호를 분석해야 한다. 때문에 연산 부담이 크게 증가하고 처리 속도는 늦어질 수 밖에 없다.For example, in the case where 36 teeth are formed on the outer circumferential surface of the target wheel 40, in order to diagnose engine misfire through engine frequency analysis, in the case of the method proposed in the present invention, two engine cycles, that is, a crankshaft 30 It is necessary to analyze the output signals of the 144 (36*4) crankshaft position sensors 10 for this 1440=720*2) rotating section. Therefore, the computational burden is greatly increased and the processing speed must be slowed down.

반면, 신호 처리부(22)를 통하여 예를 들어, 1/3다운 샘플링 과정을 거치면 처리 개수가 48개로 크게 줄어 연산 부하는 크게 경감된다. 즉 신호 처리부(22)를 통한 다운 샘플링을 거치면 처리해야 할 신호 개수가 크게 줄어 연산 부하가 줄게 되므로, 신호 처리를 위한 연산 프로세스의 단순 단순화를 도모할 수 있고 처리 속도 또한 빨라지게 된다.On the other hand, if, for example, a 1/3 down sampling process is performed through the signal processing unit 22, the number of processing is greatly reduced to 48, and the computational load is greatly reduced. That is, when the downsampling through the signal processing unit 22 is performed, the number of signals to be processed is greatly reduced and the computational load is reduced, so that a simple simplification of the computational process for signal processing can be achieved and the processing speed is also increased.

신호 처리부(22)는 나이퀴스트 샘플링 이론(Nyquist's Sampling theory)을 기초로 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 다운 샘플링할 수 있다. 참고로, 나이퀴스트 샘플링 이론은 모든 신호는 그 신호에 포함된 가장 높은 진동수의 2배에 해당하는 빈도로 일정한 간격으로 샘플링하면 샘플링 전 신호를 완벽하게 기록할 수 있다는 이론을 의미한다. The signal processing unit 22 may downsample the signal data output by the crankshaft position sensor based on Nyquist's Sampling theory. For reference, the Nyquist sampling theory refers to the theory that all signals can be completely recorded by sampling at regular intervals with a frequency equal to twice the highest frequency included in the signal.

나이퀴스트 샘플링 이론을 엔진 실화 진단 시스템에 적용하면, 신호 왜곡(Aliasing) 없는 엔진 속도를 구현하려면 샘플링 주파수는 엔진 주파수의 2배 이상이 되어야 함(Fsample≥2F0)을 알 수 있다. 여기서 Fsample은 샘플링 주파수를 의미하고, F0는 엔진의 주파수를 의미한다.When the Nyquist sampling theory is applied to the engine misfire diagnosis system, it can be seen that the sampling frequency must be more than twice the engine frequency (F sample ≥ 2F 0 ) to realize engine speed without signal distortion. Here, F sample means the sampling frequency, and F 0 means the engine frequency.

[표 1][Table 1]

Figure 112018121447293-pat00001
Figure 112018121447293-pat00001

위의 [표 1]에서 상기 엔진 주파수는 엔진의 회전수와 엔진 기통에 따라 정해지며, 엔진의 회전수와 엔진 기통에 따른 엔진 주파수는

Figure 112018121447293-pat00002
(단, L은 엔진의 기통수)로 표현될 수 있다. 본 발명에 따른 실시 예의 경우 단기통 엔진에 적용되므로 위 식에서 L 은 1이 된다. In [Table 1] above, the engine frequency is determined according to the engine speed and the engine cylinder, and the engine frequency according to the engine speed and the engine cylinder is
Figure 112018121447293-pat00002
(However, L can be expressed as the number of cylinders of the engine). In the case of the embodiment according to the present invention, L is 1 in the above equation because it is applied to a single cylinder engine.

신호 처리부(22)를 통해 다운 샘플링된 크랭크축 위치센서(10)가 출력하는 신호 데이터는 이산 푸리에 변환부(24)에 제공되며, 이산 푸리에 변환부(24)는 실화 분석 대상 구간 내에 포함된 2개의 엔진 사이클 동안 상기 크랭크축 위치센서(10)가 출력하는 신호 데이터(다운 샘플링된 신호 데이터)를 이산 푸리에 변환하여 주파수 성분을 추출하고, 추출된 결과물을 주파수 파형으로 재배열한다. The signal data output from the crankshaft position sensor 10 down-sampled through the signal processing unit 22 is provided to the discrete Fourier transform unit 24, and the discrete Fourier transform unit 24 is included in the actual analysis target section 2 During four engine cycles, the signal data (down-sampled signal data) output by the crankshaft position sensor 10 is subjected to a discrete Fourier transform to extract frequency components and rearrange the extracted results into frequency waveforms.

이산 푸리에 변환부(24)는 바람직하게, 하나의 실화 분석 대상 구간 내 2개의 엔진 사이클 동안 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터에서 선형 추세를 제거(Linear detrend)한 후, 크랭크축의 각속도를 토대로 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 주파수 성분으로 변환시킨다. 여기서 이산 푸리에 변환 과정은 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.The discrete Fourier transform unit 24 preferably removes a linear trend from the signal data output by the crankshaft position sensor during two engine cycles in one true analysis target section, and then based on the angular velocity of the crankshaft. The signal data output by the crankshaft position sensor is converted into frequency components. Here, since the discrete Fourier transform process is a known technique, a detailed description is omitted.

크랭크축 위치센서(10)가 출력하는 신호 데이터에서 선형 추세를 제거하지 않으면, 엔진이 정상 작동하는 과정에서 나타날 수 있는 엔진 속도의 증감이 엔진 속도 진폭에 영향을 끼칠 수 있으며, 이로 인해 엔진 주파수 파형 변화를 분석하는 것만으로는 실화를 정확하게 진단하기 곤란한 경우가 있을 수 있다. 때문에 선형 추세 제거 과정을 수반하는 것이 바람직하다.If the linear trend is not removed from the signal data output by the crankshaft position sensor 10, the increase or decrease in engine speed that may occur during the normal operation of the engine may affect the engine speed amplitude, which causes the engine frequency waveform. Sometimes it is difficult to accurately diagnose a true story by analyzing changes. Therefore, it is desirable to involve a linear trend elimination process.

PSD 산출부(26)는 이산 푸리에 변환부(24)를 통해 이산 푸리에 변환된 주파수 데이터로부터 PSD를 산출하며, 산출된 PSD 값은 실화 진단부(28)에 제공된다. 그리고 실화 진단부(28)는 PSD 산출부가 제공하는 PSD 값을 분석하여 실화 여부를 진단한다. 참고로 여기서 PSD는 앞서도 언급했듯이, 'power spectral density'의 영문 약자로서 단위 주파수당 에너지 밀도를 의미한다.The PSD calculating unit 26 calculates PSD from the discrete Fourier transformed frequency data through the discrete Fourier transform unit 24, and the calculated PSD value is provided to the true diagnosis unit 28. In addition, the misfire diagnosis unit 28 analyzes the PSD value provided by the PSD calculation unit to diagnose the misfire. For reference, PSD is an abbreviation of'power spectral density' and energy density per unit frequency.

실화 진단부(28)는 상기 PSD 산출부에서 산출된 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타난 하모닉차수 값을 분석하여 실화 여부를 진단한다. 좀 더 구체적으로 실화 진단부(28)는, 하모닉차수 값이 1에서 상기 PSD의 최대값이 나타나면 실화로 진단하고, 하모닉차수 값이 1이 아닌 값에서 PSD 값이 최대가 되면 정상점화로 진단한다.The misfire diagnosis unit 28 analyzes the harmonic order value in which the maximum value of the power spectrum density calculated by the PSD calculation unit appears, and diagnoses the misfire. More specifically, the misfire diagnosis unit 28 diagnoses as a misfire when the maximum value of the PSD is displayed at a harmonic order value of 1, and as a normal ignition when the PSD value is maximized at a value other than 1 as the harmonic order value. .

도 2의 (a), (b)는 각각 정상점화와 실화 시 2개의 엔진 사이클 동안의 크랭크축 위치센서 출력 신호에 대한 PSD 값의 변화량을 도시한 그래프다.2(a) and 2(b) are graphs showing changes in the PSD value for the crankshaft position sensor output signal during two engine cycles during normal ignition and misfire, respectively.

도 2의 (a)와 같이, 정상점화일 경우 하모닉차수(harmonic order)가 2(k=2)일 때 PSD(파워 스펙트럼 밀도)의 최대값이 나타난다. 정상점화의 경우 실화 분석 대상 구간에 포함된 2개의 엔진 사이클에서 2개의 정현파에 가까운 주파수 파형이 나타나기 때문이다. As shown in (a) of FIG. 2, in the case of normal ignition, the maximum value of PSD (power spectral density) appears when the harmonic order is 2 (k=2). This is because, in the case of normal ignition, frequency waveforms close to two sinusoids appear in two engine cycles included in the section to be analyzed.

반면, 실화가 발생하면 도 2의 (b)와 같이, 하모닉차수(harmonic order)가 1(k=1)일 때 PSD(파워 스펙트럼 밀도)의 최대값이 나타난다. 실화가 발생한 경우에는 실화 분석 대상 구간에 포함된 2 사이클의 크랭크축 위치센서 출력 신호를 이산 푸리에 변환하면 전체적으로 1개의 정현파에 가까운 주파수 파형이 나타나기 때문이다. On the other hand, when misfire occurs, the maximum value of PSD (power spectral density) appears when the harmonic order is 1 (k=1), as shown in FIG. 2(b). This is because when a misfire occurs, a discrete Fourier transform of the output signal of the crankshaft position sensor of the 2 cycles included in the misinterpretation target section results in a frequency waveform close to one sine wave as a whole.

본 발명은 이처럼 실화 발생 여부에 따라 2 사이클 동안의 크랭크축 위치 센서 출력 신호에 대한 PSD의 최대 값이 나타나는 하모닉차수 값이 다르다는 점에 주목하여, 하모닉차수 값이 1일 때 PSD의 최대값이 나타나면 엔진 내 실화가 발생한 것으로 진단하고, 하모닉차수 값이 1이 아닌 값에서 PSD의 최대값이 나타나면 엔진이 정상 연소가 이루어진 것으로 진단하는 것이다.The present invention pays attention to the fact that the harmonic order value in which the maximum value of the PSD for the crankshaft position sensor output signal for 2 cycles differs depending on whether misfire occurs, when the maximum value of the PSD appears when the harmonic order value is 1 It is diagnosed that engine misfire has occurred, and if the maximum value of PSD appears when the harmonic order value is not 1, the engine is diagnosed as having normal combustion.

실화 진단부(28)는 또한, 현재의 실화 분석 대상 구간 내 2개의 엔진 사이클에 대한 이산 푸리에 변환 결과 하모닉차수 값이 1에서 PSD의 최대값이 나타나되, 현재 실화 분석 대상 구간에서의 상기 PSD 값이 직전 실화로 진단된 실화 분석 대상 구간의 PSD의 최대값보다 크면, 2개의 엔진 사이클에서 연속적으로 실화가 발생한 것으로 진단한다.The misfire diagnosis unit 28 also shows the maximum value of the PSD from the harmonic order value of 1 as a result of the discrete Fourier transform for two engine cycles in the current misinterpretation analysis target section, and the PSD value in the current misinterpretation analysis section If it is larger than the maximum value of the PSD of the misinterpretation target section diagnosed with the misfire immediately before, it is diagnosed that misfire has occurred continuously in two engine cycles.

실화 진단부에 의해 수행되는 연속 실화 발생 여부를 진단하는 과정에 대해서는 이후 도 3을 참조하기로 한다.The process of diagnosing whether a continuous misfire occurs by the misfire diagnosis unit will be described with reference to FIG. 3 later.

도 3은 연속 실화 시 PSD 값 변화 및 엔진 속도의 진폭 변화를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing changes in PSD value and amplitude of engine speed during continuous misfire.

앞서도 언급 했듯이, 정상점화의 경우 실화 분석 대상 구간에 포함된 2개의 엔진 사이클에서 2개의 정현파에 가까운 주파수 파형이 나타나기 때문에 하모닉차수 값이 2(k=2)에서 PSD의 최대값이 나타나는 반면(도 3의 (a)), 실화 시에는 2개의 엔진 사이클에서 정현파에 가까운 주파수 파형이 1개만 나타나기 때문에 하모닉차수 값이 1(k=1)에서 PSD의 최대값이 나타난다(도 3의 (b)). As mentioned before, in the case of normal ignition, since the frequency waveforms close to the two sine waves appear in the two engine cycles included in the realization analysis target section, the maximum value of the PSD appears at the harmonic order value of 2 (k=2) (Fig. 3(a)), the maximum value of the PSD appears at a harmonic order value of 1 (k=1) because only one frequency waveform appears near the sinusoidal wave in two engine cycles at the time of misfire (Fig. 3(b)). .

또한, 하나의 실화 분석 대상 구간 내 2개의 엔진 사이클에서 연속적으로 실화가 발생하면, 2개의 엔진 사이클의 폭발 행정에서 폭발에 의한 에너지 추가가 연속적으로 없는 것이므로, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 2개의 엔진 사이클로 구성된 하나의 실화 분석 대상 구간 내 초기 엔진 속도와 말기 엔진 속도의 진폭은 단일 실화 시 진폭에 비해 더욱 커지게 된다.In addition, when a misfire occurs continuously in two engine cycles in a section to be analyzed for misfire, since there is no continuous addition of energy due to explosion in the explosion stroke of the two engine cycles, as shown in FIG. Likewise, the amplitude of the initial engine speed and the end engine speed in one misfire analysis target section composed of two engine cycles becomes larger than the amplitude in a single misfire.

연속 실화로 인하여 하나의 실화 분석 대상 구간 내에서 엔진 속도의 진폭이 더욱 커진다는 것은 다른 의미로 PSD값이 단일 실화 시에 비해 더욱 커진 것을 의미한다. 본 발명은 이처럼 연속 실화 시 나타나는 PSD 값의 특성을 이용하여, 실화로 진단된 직전 구간(도 3의 ②번) 내 k1의 PSD 값에 비해 현재 구간(도 3의 ③번) 내 k1의 PSD 값이 크면 연속 실화로 진단하는 것이다.The fact that the amplitude of the engine speed becomes larger in one misinterpretation target section due to the continuous misfire means that the PSD value becomes larger than in the case of a single misfire in another sense. According to the present invention, the PSD value of k1 in the current section (#3 in FIG. 3) is compared to the PSD value in k1 in the previous section (#2 in FIG. 3) diagnosed as a true story by using the characteristics of the PSD value that appears during continuous misfire. If it is large, it is diagnosed by continuous misfire.

연속 실화 진단을 위한 다른 방안으로서, 엔진 사이클의 폭발행정 초기와 배기행정 말기의 엔진 속도 차이를 이용하는 방안도 고려될 수 있다. 실화 분석 대상 구간 내 2개의 사이클 중 첫 번째 엔진 사이클에서 실화가 발생하고, 연이은 두 번째 엔진 사이클에서 폭발행정 초기의 엔진 속도에 비해 배기행정 말기의 엔진 속도가 작으면, 연속 실화로 진단한다는 것이 주된 개념이다. As another method for the diagnosis of continuous misfire, a method using a difference in engine speed between the beginning of the explosive stroke of the engine cycle and the end of the exhaust stroke may be considered. If the engine speed at the end of the exhaust stroke is smaller than the engine speed at the beginning of the explosive stroke in the first engine cycle among the two cycles in the section to be analyzed, the diagnosis is made as continuous misfire. Concept.

도 4는 연속 실화 발생 시 엔진 속도 변화를 도시한 그래프이다.4 is a graph showing engine speed change when continuous misfire occurs.

실화는 폭발행정에서 엔진 속도를 가속시키는 에너지원이 발생하지 않은 것이다. 때문에 도 4와 같이 첫 번째 엔진 사이클에 비해 두 번째 엔진 사이클의 엔진 속도는 당연히 줄게 되고, 두 번째 엔진 사이클의 폭발행정 초기의 엔진 속도(rpm 1_폭발행정 초기 상사점에서의 엔진 속도)에 비해 배기행정 말기의 엔진 속도(rpm 2_배기행정 말기 상사점에서의 엔진 속도) 역시 작아지게 된다. Misfire is that no energy source accelerates engine speed in an explosive stroke. Therefore, as shown in FIG. 4, the engine speed of the second engine cycle is naturally reduced compared to the first engine cycle, and compared to the engine speed at the beginning of the explosive stroke of the second engine cycle (rpm 1_engine speed at the top dead center of the explosive stroke). The engine speed at the end of the exhaust stroke (rpm 2_the engine speed at the top dead center at the end of the exhaust stroke) also becomes small.

따라서 연속 실화 시 발생하는 이러한 엔진 속도의 변화 특성을 이용하면, 하나의 실화 분석 대상 구간 내 2개의 엔진 사이클에 대한 연속 실화의 발생 여부를 명확하게 진단할 수 있다.Therefore, by using the characteristics of changes in engine speed generated during continuous misfire, it is possible to clearly diagnose whether continuous misfire occurs for two engine cycles in one misfire analysis target section.

한편, 실화가 진단되면 전술한 제어기, 예컨대 ECU는, 실화 발생 플래그(Flagmist)를 True로 전환시키고, 정상으로 돌아오면 실화 발생 플래그(Flagmist)를 False로 전환시키는 제어로직을 포함할 수 있다. On the other hand, when the misfire is diagnosed, the above-described controller, for example, the ECU, may include a control logic that switches the misfire flag (Flag mist ) to True, and returns the misfire flag (Flag mist ) to False when it returns to normal. .

이하, 전술한 이산 푸리에 변환을 활용한 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 장치에 의해 수행되는 단기통 4행정 엔진에서의 실화 진단 과정을 도 5의 순서도를 참조하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the misfire diagnosis process in the single-stroke four-stroke engine performed by the misfire diagnosis apparatus of the single-cylinder four-stroke engine utilizing the discrete Fourier transform will be described with reference to the flowchart of FIG. 5.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method for diagnosing misfires in a single-stroke four-stroke engine according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 단기통 4행정 엔진에서의 실화 진단 방법은, 데이터 수집 단계(S100)와 다운 샘플링 단계(S200)를 포함한다. 데이터 수집 단계(S100)에서는 2개의 엔진 사이클 동안의 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 수집하고, 다운 샘플링 단계(S200)에서는 상기 데이터 수집 단계에서 수집된 신호 데이터에 대한 다운 샘플링이 수행된다.5, the misfire diagnosis method in the single-stroke four-stroke engine according to an embodiment of the present invention includes a data collection step (S100) and a down sampling step (S200). In the data collection step (S100), the signal data output by the crankshaft position sensor during two engine cycles is collected, and in the down-sampling step (S200), down-sampling is performed on the signal data collected in the data collection step.

다운 샘플링 단계(S200)에서는 구체적으로, 이전 단계인 상기 데이터 수집 단계(S100)에서 수집된 2개 엔진 사이클 동안의 크랭크축 위치센서에 의한 신호 데이터를 일정한 간격으로 다운 샘플링(Down sampling)하여, 처리해야 할 신호 데이터의 양을 줄인다. 이에 따라, 제어기가 부담해야 할 연산 부하가 경감되고 처리속도가 향상될 수 있다. In the down sampling step (S200), specifically, the signal data by the crankshaft position sensor during the two engine cycles collected in the data collection step (S100), which is the previous step, is down-sampled at regular intervals and processed. Reduce the amount of signal data to be done. Accordingly, the computational load to be borne by the controller can be reduced and the processing speed can be improved.

S200 단계를 통해 다운 샘플링 된 2개의 엔진 사이클 동안의 신호 데이터는 이산 푸리에 변환 단계(S300)를 거쳐 엔진 주파수 형태로 재배열된다. 즉 이산 푸리에 변환 단계(S300)에서는 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호로부터 추출되는 엔진 속도에 이산 푸리에 변환을 적용하여 주파수 성분을 추출하고, 추출된 결과물을 주파수 파형으로 재배열하는 작업이 수행된다.. The signal data for the two engine cycles down-sampled through the S200 step is rearranged into an engine frequency form through a discrete Fourier transform step (S300). That is, in the discrete Fourier transform step (S300), a frequency component is extracted by applying a discrete Fourier transform to the engine speed extracted from the signal output from the crankshaft position sensor, and the rearranged result is rearranged into a frequency waveform. .

S300 단계에서는 바람직하게, 하나의 실화 분석 대상 구간 내 2개의 엔진 사이클 동안 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터에서 선형 추세를 제거(Linear detrend)한 후, 크랭크축의 각속도를 토대로 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 주파수 성분으로 변환시킨다. 앞서도 언급했듯이 이산 푸리에 변환 과정은 공지된 기술이므로 그 설명은 생략한다.In step S300, the linear trend is preferably removed from the signal data output by the crankshaft position sensor during two engine cycles in one misinterpretation target section, and then the crankshaft position sensor is based on the angular velocity of the crankshaft. Converts the signal data output by the frequency component. As mentioned earlier, the discrete Fourier transform process is a known technique, and thus its description is omitted.

본 발명의 실시 예에 따른 실화 진단 방법은 또한, S300 단계 이후, S300 단계에서 이산 푸리에 변환된 주파수 데이터로부터 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 산출하는 PSD 산출 단계(S400)와, 상기 PSD 산출 단계(S400)에서 산출된 PSD의 최대값이 나타난 하모닉차수 값을 분석하여 실화 여부를 진단하는 실화 진단 단계(S500)를 포함한다. The misdiagnosis method according to an embodiment of the present invention also includes a PSD calculating step (S400) for calculating the power spectrum density (PSD) from the frequency data discretely Fourier transformed in step S300 after the S300 step, and the PSD calculating step (S400). It includes a misfire diagnosis step (S500) for diagnosing the misfire by analyzing the harmonic order value showing the maximum value of the PSD calculated in ).

본 발명의 실시 예에 따른 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법에 적용된 상기 실화 진단 단계(S500)에서는 구체적으로, 하모닉차수 값이 1이 아닌 값(k≠1)에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나면 정상점화로 진단하며, 하모닉차수 값이 1(k=1)에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나면 실화가 발생한 것으로 진단한다.In the misfire diagnosis step (S500) applied to the misfire diagnosis method of the single-stroke four-stroke engine according to an embodiment of the present invention, specifically, the maximum value of the power spectral density at a value (k)1) other than the harmonic order value is 1 When it appears, it is diagnosed as normal ignition, and when the harmonic order value is 1 (k=1), when the maximum value of the power spectral density appears, it is diagnosed that misfire has occurred.

앞서도 언급 했듯이, 정상점화의 경우 실화 분석 대상 구간에 포함된 2개의 엔진 사이클에서 2개의 정현파에 가까운 주파수 파형이 나타나기 때문에 속도 진폭에 상응하는 개념인 PSD의 하모닉차수 값이 2(k=2)에서 최대값이 나타나는 반면, 실화 시에는 2개의 엔진 사이클에서 정현파에 가까운 주파수 파형이 1개만 나타나 하모닉차수 값이 1(k=1)에서 PSD의 최대값이 나타나기 때문이다. As mentioned before, in the case of normal ignition, since the frequency waveforms close to the two sine waves appear in the two engine cycles included in the realization analysis target section, the harmonic order value of PSD, the concept corresponding to the speed amplitude, is 2 (k=2). This is because the maximum value appears, but only one frequency waveform close to a sinusoidal wave appears in two engine cycles at the time of misfire, so that the maximum value of the PSD appears at a harmonic order value of 1 (k=1).

실화 진단 단계(S500)에서는 또한, 현재의 실화 분석 대상 구간 내 2개의 엔진 사이클에 대한 이산 푸리에 변환 결과 하모닉차수 값이 1에서 PSD의 최대값이 나타나되, 현재 실화 분석 대상 구간에서의 상기 PSD 값이 직전 실화로 진단된 실화 분석 대상 구간의 PSD의 최대값보다 크면, 2개의 엔진 사이클에서 연속적으로 실화가 발생한 것으로 진단한다.In the misfire diagnosis step (S500), the maximum value of the PSD from the harmonic order value of 1 is shown as the result of the discrete Fourier transform for the two engine cycles in the current misinterpretation analysis target section, and the PSD value in the current misinterpretation analysis section If it is larger than the maximum value of the PSD of the misinterpretation target section diagnosed with the misfire immediately before, it is diagnosed that misfire has occurred continuously in two engine cycles.

하나의 실화 분석 대상 구간 내 2개의 엔진 사이클에서 연속적으로 실화가 발생하면, 2개의 엔진 사이클의 폭발 행정에서 폭발에 의한 에너지 추가가 연속적으로 없는 것이므로, 2개의 엔진 사이클로 구성된 하나의 실화 분석 대상 구간 내 초기 엔진 속도와 말기 엔진 속도의 진폭은 단일 실화 시 진폭에 비해 더욱 커질 수 밖에 없다.If a misfire occurs continuously in two engine cycles in one misfire analysis target section, there is no continuous addition of energy due to an explosion in the explosion stroke of two engine cycles, so within one misfire analysis target section composed of two engine cycles The amplitudes of the initial engine speed and the late engine speed must be greater than the amplitude in a single misfire.

연속 실화로 인하여 하나의 실화 분석 대상 구간 내에서 엔진 속도의 진폭이 더욱 커진다는 것은 다른 의미로 PSD값이 단일 실화 시에 비해 더욱 커진 것을 의미한다. 따라서 이처럼 연속 실화 시 나타나는 PSD 값의 특성에 따라, 실화로 진단된 직전 실화 분석 대상 구간 내 k1의 PSD 값에 비해 현재 실화 분석 대상 구간 내 k1의 PSD 값이 크면 연속 실화로 진단하는 것이다.The fact that the amplitude of the engine speed becomes larger in one misinterpretation target section due to the continuous misfire means that the PSD value becomes larger than in the case of a single misfire in another sense. Therefore, if the PSD value of k1 in the current true story analysis target section is larger than the PSD value of k1 in the previous true story analysis target section diagnosed as a true story, it is diagnosed as continuous true story according to the characteristics of the PSD value displayed during continuous true story.

연속 실화 진단을 위한 다른 예로서, 하나의 실화 분석 대상 구간에 포함된 2개의 엔진 사이클 중, 두 번째 엔진 사이클의 폭발행정 초기의 엔진 속도보다 배기행정 말기의 엔진 속도가 작은 경우에도 연속 실화로 진단할 수 있다. As another example for continuous misfire diagnosis, among two engine cycles included in one misfire analysis target section, even if the engine speed at the end of the exhaust stroke is smaller than the initial engine speed of the second engine cycle, it is diagnosed as continuous misfire. can do.

연속 실화가 발생하면 앞서도 언급했듯이, 하나의 실화 분석 대상 구간 내 첫 번째 엔진 사이클에 비해 두 번째 엔진 사이클의 엔진 속도는 당연히 줄게 되고, 두 번째 엔진 사이클의 폭발행정 초기의 엔진 속도(폭발행정 초기 상사점에서의 엔진 속도)에 비해 배기행정 말기의 엔진 속도(배기행정 말기 상사점에서의 엔진 속도)가 작아지기 때문이다.When a continuous misfire occurs, the engine speed of the second engine cycle is naturally reduced compared to the first engine cycle in a section subject to a misfire analysis, and the engine speed at the beginning of the explosive stroke of the second engine cycle (explosive stroke initial boss) This is because the engine speed at the end of the exhaust stroke (engine speed at the top dead center at the end of the exhaust stroke) is smaller than the engine speed at the point).

이상의 본 발명의 실시 예에 따른 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법에 의하면, 실화 분석 대상 구간의 행정 별 엔진 속도에 대해 이산 푸리에 변환을 적용하여 엔진 주파수 형태로 정량화하고, 이산 푸리에 변환된 실화 분석 대상 구간의 상기 엔진 주파수를 분석하여 정상점화인지 실화(Misfire) 인지를 진단하도록 구성된다.According to the misfire diagnosis method of the single-stroke four-stroke engine according to the embodiment of the present invention, a discrete Fourier transform is applied to the engine speed for each stroke of a section to be analyzed to quantify it in the form of an engine frequency, and the mismatch analysis subject to the discrete Fourier transform It is configured to diagnose whether the normal ignition or misfire (Misfire) by analyzing the engine frequency of the section.

즉 실화 여부를 명확하게 판단할 수 있는 최소한의 주요 정보만을 가지고 실화를 진단/검출하는 방식으로, 실화 진단/검출을 위한 프로세스의 단순화를 도모하면서도 정확도 높은 실화 진단/검출이 가능하며, 따라서 자동차에 적용되는 고가의 ECU에 비해 저가의 ECU를 사용하는 이륜 오토바이의 실정에 맞는 최적화된 실화 검출 기능을 제공할 수 있다.In other words, it is a method to diagnose/detect a true story with only the minimum key information that can clearly determine whether it is true. It is possible to provide an optimized misfire detection function suitable for the situation of a two-wheeled motorcycle using a low-cost ECU compared to an expensive ECU.

결과적으로, 배기가스 배출규제가 날로 강화되고 있는 전세계적인 추세에서, 이전까지 규제 대상에 포함되지 않았던 이륜 오토바이에 대해서도 배기가스 배출규제를 충족시킬 것을 요구하는 시장의 요구에 부응할 수 있으며, 별도의 하드웨어적인 추가 구성 없이도 소프트웨어만으로 구현이 가능하기 때문에 개발비용 또한 저렴하다는 장점이 있다.As a result, in the global trend of exhaust emission regulations being strengthened day by day, it is possible to meet the market demand to meet the emission regulations even for two-wheeled motorcycles that have not been previously regulated. Since it can be implemented only with software without additional hardware, the development cost is also low.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the detailed description of the present invention described above, only specific embodiments thereof have been described. However, it should be understood that the present invention is not limited to the specific forms mentioned in the detailed description, but rather includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. Should be.

10 : 크랭크축 위치센서
20 : 제어기
22 : 신호 처리부
24 : 이산 푸리에 변환부
26 : PSD 산출부
28 : 실화 진단부
30 : 크랭크축
40 : 타겟 휠
10: crankshaft position sensor
20: controller
22: signal processing unit
24: discrete Fourier transform
26: PSD calculation unit
28: true story diagnosis
30: crankshaft
40: target wheel

Claims (14)

크랭크축 위치센서의 출력 신호를 이용하여 단기통 4행정 엔진에서 발생하는 실화를 진단하는 방법으로서,
a) 2개의 엔진 사이클 동안의 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 수집하는 데이터 수집 단계;
b) 상기 데이터 수집 단계에서 수집된 2개의 엔진 사이클 동안의 신호 데이터에 이산 푸리에 변환을 적용하여 주파수 형태로 정량화하는 이산 푸리에 변환 단계;
c) 상기 이산 푸리에 변환 단계에서 변환된 주파수 데이터로부터 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 산출하는 PSD 산출 단계; 및
d) 상기 PSD 산출 단계에서 산출된 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타난 하모닉차수 값을 분석하여 실화 여부를 진단하는 실화 진단 단계;를 포함하며,
상기 2개의 연속된 엔진 사이클이 하나의 실화 분석 대상 구간을 구성하고, 하나의 실화 분석 대상 구간은 직전의 실화 분석 대상 구간과 1개의 엔진 사이클이 겹치는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법.
As a method of diagnosing misfires occurring in a single-stroke four-stroke engine using the output signal of a crankshaft position sensor,
a) a data collection step of collecting signal data output by the crankshaft position sensor during two engine cycles;
b) a discrete Fourier transform step of quantifying a frequency form by applying a discrete Fourier transform to signal data for two engine cycles collected in the data collecting step;
c) a PSD calculation step of calculating a power spectrum density (PSD) from the frequency data converted in the discrete Fourier transform step; And
d) a misfire diagnosis step of diagnosing misfire by analyzing a harmonic order value in which the maximum value of the power spectral density calculated in the PSD calculation step appears; includes,
The two consecutive engine cycles constitute one misfire analysis target section, and one misfire analysis target section overlaps the preceding misfire analysis target section and one engine cycle, and the misfire diagnosis method of the short-term four-stroke engine is characterized. .
제 1 항에 있어서,
상기 이산 푸리에 변환 단계는,
상기 데이터 수집 단계에서 수집된 2개의 엔진 사이클 동안의 크랭크축 위치센서 출력 신호 데이터에서 선형 추세를 제거한 후, 크랭크축의 각속도를 토대로 상기 크랭크축 위치센서 출력 신호 데이터를 주파수 성분으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법.
According to claim 1,
The discrete Fourier transform step,
After removing the linear trend from the crankshaft position sensor output signal data during the two engine cycles collected in the data collection step, converting the crankshaft position sensor output signal data into frequency components based on the angular velocity of the crankshaft. Misdiagnosis method of single-stroke four-stroke engine.
제 1 항에 있어서,
상기 실화 진단 단계에서는,
하모닉차수 값이 1이 아닌 값에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나면 정상점화로 진단하는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법.
According to claim 1,
In the misfire diagnosis step,
When the harmonic order value is not 1, when the maximum value of the power spectral density appears, it is diagnosed as normal ignition.
제 1 항에 있어서,
상기 실화 진단 단계에서는,
하모닉차수 값이 1에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나면 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법.
According to claim 1,
In the misfire diagnosis step,
A method for diagnosing misfires in a single-stroke four-stroke engine, characterized in that, when the harmonic order value is 1, the maximum value of the power spectral density appears.
제 1 항에 있어서,
상기 실화 진단 단계에서는,
하모닉차수 값이 1에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나고, 하모닉차수 값이 1에서 나타난 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 직전 실화로 진단된 실화 분석 대상 구간의 파워 스펙트럼 밀도의 최대값보다 크면, 2개의 엔진 사이클에서 연속적으로 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법.
According to claim 1,
In the misfire diagnosis step,
If the harmonic order value is the maximum value of the power spectrum density at 1, and the maximum value of the power spectrum density at which the harmonic order value is 1 is greater than the maximum value of the power spectrum density of the section of the true story analyzed as the previous true story, A method for diagnosing misfire of a single-stroke four-stroke engine, characterized in that the engine is diagnosed as having a misfire continuously in two engine cycles.
제 1 항에 있어서,
상기 실화 진단 단계에서는,
하나의 실화 분석 대상 구간에 포함된 2개의 엔진 사이클 중, 두 번째 엔진 사이클의 폭발행정 초기의 엔진 속도보다 배기행정 말기의 엔진 속도가 작으면, 연속 실화로 진단하는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법.
According to claim 1,
In the misfire diagnosis step,
A single-cylinder four-stroke engine characterized by diagnosing continuous engine misfire if the engine speed at the end of the exhaust stroke is less than the initial engine speed of the second engine cycle among the two engine cycles included in one misfire analysis target section. How to diagnose misfire.
제 1 항에 있어서,
a') 상기 이산 푸리에 변환 단계 이전에 데이터 수집 단계에서 수집된 2개 엔진 사이클 동안의 크랭크축 위치센서에 의한 신호 데이터를 일정한 간격으로 다운 샘플링(Down sampling)하는 다운 샘플링 단계;를 더 포함하는 단기통 4 행정 엔진의 실화 진단 방법.
According to claim 1,
a') Down sampling step of down-sampling the signal data by the crankshaft position sensor for two engine cycles collected in the data collection step prior to the discrete Fourier transform step at regular intervals. How to diagnose misfires in 4-stroke engines.
크랭크축 위치센서의 출력 신호를 이용하여 단기통 4행정 엔진에서 발생하는 실화를 진단하는 시스템으로서,
2개의 엔진 사이클 동안 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 이산 푸리에 변환하는 이산 푸리에 변환부;
상기 이산 푸리에 변환부를 통해 이산 푸리에 변환된 주파수 데이터로부터 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 산출하는 PSD 산출부;
상기 PSD 산출부에서 산출된 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타난 하모닉차수 값을 분석하여 실화 여부를 진단하는 실화 진단부;를 포함하며,
상기 2개의 연속된 엔진 사이클이 하나의 실화 분석 대상 구간을 구성하고, 하나의 실화 분석 대상 구간은 직전의 실화 분석 대상 구간과 1개의 엔진 사이클이 겹치는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 시스템.
A system for diagnosing misfires occurring in a single-stroke four-stroke engine using the output signal of a crankshaft position sensor.
A discrete Fourier transform unit converting the signal data output by the crankshaft position sensor during two engine cycles into a discrete Fourier transform;
A PSD calculating unit calculating a power spectral density (PSD) from the discrete Fourier transformed frequency data through the discrete Fourier transform unit;
Includes; a misdiagnosis diagnosis unit for diagnosing a misfire by analyzing a harmonic order value in which the maximum value of the power spectrum density calculated by the PSD calculation unit appears;
The two consecutive engine cycles constitute one misfire analysis target section, and one misfire analysis target section is a misfire diagnosis system for a short-term four-stroke engine, characterized in that the preceding misfire analysis target section and one engine cycle overlap. .
제 8 항에 있어서,
상기 이산 푸리에 변환부를 통한 이산 푸리에 변환 전 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 일정한 간격으로 다운 샘플링(Down sampling)하는 신호 처리부;를 더 포함하는 단기통 4 행정 엔진의 실화 진단 시스템.
The method of claim 8,
Further comprising a signal processing unit for down-sampling (Down sampling) the signal data output from the crankshaft position sensor prior to the discrete Fourier transform through the discrete Fourier transform section; misfire diagnosis system of a single-stroke four-stroke engine.
제 8 항에 있어서,
상기 이산 푸리에 변환부는,
상기 2개의 엔진 사이클 동안 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터에서 선형 추세를 제거한 후, 크랭크축의 각속도를 토대로 상기 크랭크축 위치센서가 출력하는 신호 데이터를 주파수 성분으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 시스템.
The method of claim 8,
The discrete Fourier transform unit,
Short-term box 4 characterized in that after removing the linear trend from the signal data output by the crankshaft position sensor during the two engine cycles, the signal data output by the crankshaft position sensor is converted into a frequency component based on the angular velocity of the crankshaft. Misdiagnosis system of stroke engine.
제 8 항에 있어서,
상기 실화 진단부는,
하모닉차수 값이 1이 아닌 값에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나면 정상점화로 진단하는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 시스템.
The method of claim 8,
The misfire diagnosis unit,
A misfire diagnosis system of a single-stroke four-stroke engine, characterized in that when the maximum value of the power spectrum density appears at a value other than 1, the harmonic order value is diagnosed as normal ignition.
제 8 항에 있어서,
상기 실화 진단부는,
하모닉차수 값이 1에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나면 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 시스템.
The method of claim 8,
The misfire diagnosis unit,
A misfire diagnosis system of a single-stroke four-stroke engine, characterized in that, when the harmonic order value is 1, the maximum value of the power spectral density appears, diagnosis of misfire has occurred.
제 8 항에 있어서,
상기 실화 진단부는,
하모닉차수 값이 1에서 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 나타나고, 하모닉차수 값이 1에서 나타난 상기 파워 스펙트럼 밀도의 최대값이 직전 실화로 진단된 실화 분석 대상 구간의 파워 스펙트럼 밀도의 최대값보다 크면, 2개의 엔진 사이클에서 연속적으로 실화가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 시스템.
The method of claim 8,
The misfire diagnosis unit,
If the harmonic order value is the maximum value of the power spectrum density at 1, and the maximum value of the power spectrum density at which the harmonic order value is 1 is greater than the maximum value of the power spectrum density of the section of the true story analyzed as the previous true story, A misfire diagnosis system for a single-stroke four-stroke engine, characterized in that the misfire is continuously diagnosed in two engine cycles.
제 8 항에 있어서,
상기 실화 진단부는,
하나의 실화 분석 대상 구간에 포함된 2개의 엔진 사이클 중, 두 번째 엔진 사이클의 폭발행정 초기의 엔진 속도보다 배기행정 말기의 엔진 속도가 작으면, 연속 실화로 진단하는 것을 특징으로 하는 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 시스템.
The method of claim 8,
The misfire diagnosis unit,
A single-cylinder four-stroke engine characterized by diagnosing continuous engine misfire if the engine speed at the end of the exhaust stroke is less than the initial engine speed of the second engine cycle among the two engine cycles included in one misfire analysis target section. True story diagnosis system.
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