KR102153484B1 - Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine - Google Patents

Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine Download PDF

Info

Publication number
KR102153484B1
KR102153484B1 KR1020190090402A KR20190090402A KR102153484B1 KR 102153484 B1 KR102153484 B1 KR 102153484B1 KR 1020190090402 A KR1020190090402 A KR 1020190090402A KR 20190090402 A KR20190090402 A KR 20190090402A KR 102153484 B1 KR102153484 B1 KR 102153484B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cylinder
misfire
speed
engine
tooth
Prior art date
Application number
KR1020190090402A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
한풍규
Original Assignee
현대오트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대오트론 주식회사 filed Critical 현대오트론 주식회사
Priority to KR1020190090402A priority Critical patent/KR102153484B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102153484B1 publication Critical patent/KR102153484B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • G01M15/11Testing internal-combustion engines by detecting misfire
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04Sensors
    • F01L2820/042Crankshafts position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101Engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015Engines misfires
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

Disclosed are a method and a device for diagnosing a misfire for each cylinder of a multi-cylinder engine using a tooth time signal (the time it takes for an engine crankshaft to rotate at a certain angle) output by a crank angle sensor that recognizes the tooth of a target wheel. The method for diagnosing a misfire of a multi-cylinder engine according to the present invention includes: a linear trend removal step of removing a linear trend from tooth signals output from the crank angle sensor during one cycle; a speed trend line generation step of generating a speed trend line for each cylinder using the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed; a distance calculation step of calculating maximum and minimum engine speed values for each cylinder by using the tooth signals at two specific positions different for each cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed, and calculating the shortest distances (D1, D2) to the speed trend line from the calculated engine speed maximum and minimum values; and a misfire diagnosis step of calculating a comparison value from the two shortest distances (D1, D2) for each cylinder calculated in the distance calculation step, and diagnosing a misfire for each cylinder by analyzing the calculated comparison value.

Description

다기통 엔진의 실화 진단 방법 및 장치{Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine}Misfire diagnosis method and device of multi cylinder four-stroke engine

본 발명은 다기통 엔진의 실화 진단 방법 및 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 투스 신호(Tooth time signal, 엔진 크랭크축이 일정 각도 회전하는데 소요되는 시간)로부터 계산되는 기통 별 속도 정보를 이용하여 실화 여부 및 실화가 발생한 실린더를 정확하게 진단 및 검출할 수 있는 다기통 엔진의 실화 진단 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for diagnosing misfire of a multi-cylinder engine, and more specifically, by using speed information for each cylinder calculated from a tooth time signal (time required for the engine crankshaft to rotate at a certain angle). The present invention relates to a method and apparatus for diagnosing a misfire of a multi-cylinder engine capable of accurately diagnosing and detecting whether a misfire or a cylinder in which a misfire has occurred.

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 is discharged to the outside without burning. When an engine misfire occurs, unburned fuel is discharged as it is, thereby adversely affecting air pollution, or unburned fuel may be burned in the catalyst to damage the catalyst.

이에 따라 자동차의 경우 ECU 내에 실화검출 로직을 탑재하여 실화를 진단함으로써 대기오염이나 촉매 손상을 방지하고 있다. 일반 양산 차량의 경우 크랭크각 센서에서 계측된 투스 신호(Tooth time signal)로부터 엔진 속도를 추출하여 실화를 진단하는 엔진 러프니스(Engine roughness) 방법이 주로 채택되고 있다.Accordingly, in the case of automobiles, a misfire detection logic is installed in the ECU to diagnose misfire, thereby preventing air pollution or catalyst damage. In the case of general mass-produced vehicles, an engine roughness method of diagnosing a misfire by extracting an engine speed from a tooth time signal measured by a crank angle sensor is mainly adopted.

엔진 변동성을 이용한 엔진 러프니스 방법은 CARB(미국 캘리포니아 대기환경청)에서 규정하고 있는 실화 검출 영역을 커버하기는 하나 그 영역이 제한적이어서, 높은 RPM, 낮은 부하 구간과 같은 일부 영역에서는 실화를 진단함에 있어 정확성이 떨어지는 단점이 있다. The engine roughness method using engine variability covers a misfire detection area specified by CARB (California Air Quality Agency), but its area is limited, so it is possible to diagnose misfire in some areas such as high RPM and low load areas. There is a disadvantage of poor accuracy.

엔진 변동성을 이용하는 방식 외에도 폭발 행정 과정에서 점화 플러그 회로에서 발생하는 이온 전류(Ionic current)를 계측하여 실화를 진단하는 방법도 알려져 있다. 또한 실린더의 연소 압력을 직접 계측하여 실화를 진단하는 방법도 알려진바 있다.In addition to using engine variability, a method of diagnosing a misfire by measuring ionic current generated in a spark plug circuit during an explosion stroke is also known. Also known is a method of diagnosing misfire by directly measuring the combustion pressure of the cylinder.

그러나 이러한 방법(이온 전류를 이용하는 방법 또는 연소 압력을 특성을 이용하는 방법)들은, 기존의 차량에 새로운 기능을 추가하거나, 새로운 센서를 추가해야만 하기 때문에 차량 가격이 상승되고, 이로 인해 양산 차에 적용하기에는 비용적 측면에서 부담이 있을 수밖에 없다.However, these methods (methods using ionic current or methods of using combustion pressure characteristics) increase vehicle prices because new functions or new sensors must be added to the existing vehicle, which is not applicable to mass-produced cars. There is bound to be a burden in terms of cost.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 별도의 센서나 장비의 추가 없이 크랭크각 센서에서 계측된 출력 신호를 이용하여 엔진의 실화 여부를 검출하는 주파수 분석 방식이 제안되기도 하였으나, 기존 주파수 분석 방식은 주로 진폭(Amplitude)과 위상(Phase) 정보를 바탕으로 실화 여부를 진단하는 방식이기 때문에 특정 운전 영역에서의 진단 정밀성이 떨어지는 문제가 있다.In order to solve this problem, a frequency analysis method that detects whether the engine is misfired by using the output signal measured from the crank angle sensor without the addition of a separate sensor or equipment has been proposed, but the existing frequency analysis method is mainly used for amplitude (Amplitude ) And phase information, there is a problem that the diagnostic precision in a specific driving area is poor.

한국등록특허 제10-1869324호(등록일 2018.06.14)Korean Patent Registration No. 10-1869324 (Registration Date 2018.06.14)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 별도의 센서나 장비의 추가 없이 크랭크각 센서의 출력 신호만으로 단순하면서도 정확하게 기통 별 실화 여부를 진단/검출할 수 있는 다기통 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 misfire of a multi-cylinder engine capable of diagnosing/detecting misfire for each cylinder simply and accurately with only the output signal of the crank angle sensor without the addition of a separate sensor or equipment. I want to.

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

타겟 휠의 투스(Tooth)를 인식한 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호(Tooth time signal)를 이용하여 다기통 엔진의 기통 별 실화 여부를 진단하는 방법으로서,As a method of diagnosing whether a multi-cylinder engine misfires for each cylinder by using a tooth time signal output by a crank angle sensor that recognizes the tooth of a target wheel,

a) 한 사이클 동안 상기 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)하는 선형 추세 제거단계a) Linear trend removal step of removing a linear trend from the tooth signal output by the crank angle sensor during one cycle

b) 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 속도 추세선을 생성하는 속도 추세선 생성단계;b) a speed trend line generation step of generating a speed trend line for each cylinder using the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed;

c) 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값을 계산하고, 계산된 엔진 속도 최대값과 최소값으로부터 상기 속도 추세선까지의 최단 거리(D1, D2)를 계산하는 거리 계산단계;c) Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are calculated using the tooth signals at two specific positions for each cylinder, and the shortest distance from the calculated maximum and minimum engine speed values to the speed trend line A distance calculation step of calculating (D1, D2);

d) 상기 c) 단계에서 계산된 기통 별 두 최단 거리(D1, D2)로부터 비교값을 산출하고, 산출된 비교값을 분석하여 기통 별 실화여부를 진단하는 실화 진단단계;를 포함하는 다기통 엔진의 실화 진단 방법을 제공한다.d) a misfire diagnosis step of calculating a comparison value from the two shortest distances (D1, D2) for each cylinder calculated in step c), and diagnosing a misfire for each cylinder by analyzing the calculated comparison value; a multi-cylinder engine comprising: Provides a method for diagnosing misfires.

여기서, 상기 b) 단계에서 상기 속도 추세선을 구하기 위한 두 특정 위치는 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축의 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠의 회전위치이며, 상기 c) 단계에서 다른 두 특정 위치는 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠의 회전위치일 수 있다.Here, the two specific positions for obtaining the speed trend line in step b) are the rotational positions of the target wheel set corresponding to the rotational positions of the crankshafts at the beginning of the intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder. The specific position may be a rotation position of the target wheel at which the maximum and minimum engine speed values for each cylinder appear.

그리고, 상기 속도 추세선은, 기통 별 흡입행정 초기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC1_rpm) 성분과 흡입행정 초기 타겟 휠의 회전위치 성분을 포함하는 엔진 속도 커브 상의 한 점과, 기통 별 배기행정 말기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC3_rpm) 성분과 배기행정 말기 타겟 휠의 회전위치 성분을 포함하는 엔진 속도 커브 상의 다른 한 점을 지나는 직선으로 정의될 수 있다.In addition, the speed trend line is a point on the engine speed curve including the engine speed (TDC1_rpm) component calculated from the tooth signal at the beginning of the intake stroke for each cylinder, the rotation position component of the target wheel at the beginning of the intake stroke, and the end of the exhaust stroke for each cylinder. It may be defined as a straight line passing through another point on the engine speed curve including the engine speed (TDC3_rpm) component calculated from the tooth signal of the engine and the rotation position component of the target wheel at the end of the exhaust stroke.

또한, 상기 d) 단계에서의 비교값은 기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의될 수 있다.In addition, the comparison value in step d) may be defined as a product of two shortest distances per cylinder.

또한 상기 d) 단계에서는, 기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 상기 비교값(D1XD2)을 기록장치에 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold1)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.Further, in step d), the comparison value D1XD2, which is defined as the product of the two shortest distances for each cylinder, is compared with the threshold value 1 for each cylinder mapped to the recording device to diagnose whether a misfire for each cylinder.

다른 예로서 상기 d) 단계에서는, 기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 상기 비교값(D1XD2)을 직전 사이클에서 같은 방법으로 구해진 동일 기통의 이전 비교값(D1'XD2')과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수도 있다.As another example, in step d), the comparison value (D1XD2), which is defined as the product of the two shortest distances per cylinder, is compared with the previous comparison value (D1'XD2') of the same cylinder obtained by the same method in the previous cycle. You can also diagnose whether it is a misfire.

이 경우, 상기 이전 비교값(D1'XD2')과 상기 비교값(D1XD2)의 차이((D1'XD2') - (D1XD2))를 기록장치에 맵핑된 임계값(Threshold2)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.In this case, the difference ((D1'XD2')-(D1XD2)) between the previous comparison value (D1'XD2') and the comparison value (D1XD2) is compared with the threshold value (Threshold 2 ) mapped to the recording device It is possible to diagnose whether or not there is a mistake.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따른 다른 실시 예로서,As another embodiment according to an aspect of the present invention as a means of solving the problem,

타겟 휠의 투스(Tooth)를 인식한 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호(Tooth time signal)를 이용하여 다기통 엔진의 기통 별 실화 여부를 진단하는 방법으로서,As a method of diagnosing whether a multi-cylinder engine misfires for each cylinder by using a tooth time signal output by a crank angle sensor that recognizes the tooth of a target wheel,

a) 한 사이클 동안 상기 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)하는 선형 추세 제거단계;a) a linear trend removal step of removing a linear trend from the tooth signal output from the crank angle sensor during one cycle;

b) 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 시작과 종료 시점의 엔진 속도를 계산하고, 계산된 기통 별 시작과 종료 시점 두 엔진 속도의 차이인 속도 증감(D3)을 계산하는 속도 증감 계산단계;b) Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the engine speed at the start and end points of each cylinder is calculated using the tooth signals at two specific positions for each cylinder, and the speed increase or decrease, which is the difference between the two engine speeds at the start and end points for each cylinder. A speed increase/decrease calculation step of calculating (D3);

c) 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값을 계산하고, 계산된 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값의 차이인 속도 진폭(D4)을 계산하는 속도 진폭 계산단계;c) Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are calculated using the tooth signals at two specific positions for each cylinder, and the speed amplitude, which is the difference between the calculated maximum and minimum engine speed values for each cylinder ( A speed amplitude calculation step of calculating D4);

d) 상기 b) 단계에서 도출된 기통 별 속도 증감(D3)과 c) 단계에서 도출된 기통 별 속도 진폭(D4)의 차이를 분석하여 기통 별 실화 여부를 진단하는 실화 진단단계;를 포함하는 다기통 엔진의 실화 진단 방법을 제공한다.d) a misfire diagnosis step of diagnosing a misfire for each cylinder by analyzing the difference between the speed increase/decrease (D3) for each cylinder derived in step b) and the speed amplitude for each cylinder (D4) derived in step c). Provides a method for diagnosing misfire of a cylinder engine.

여기서, 상기 b) 단계에서의 두 특정 위치는 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축의 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠의 회전위치이며, 상기 c) 단계에서 다른 두 특정 위치는 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠의 회전위치일 수 있다.Here, the two specific positions in step b) are the rotational positions of the target wheel set corresponding to the rotational positions of the crankshafts at the beginning of the intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder, and the other two specific positions in step c) are It may be a rotation position of the target wheel at which the maximum and minimum engine speed values appear.

또한 상기 d) 단계에서는, 기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭((D4)의 차이를 기록장치에 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다. Further, in step d), the difference between the speed increase/decrease (D3) and the speed amplitude (D4) for each cylinder is compared with a threshold value for each cylinder mapped to the recording device to diagnose whether or not a misfire for each cylinder.

다른 예로서 상기 d) 단계에서는, 기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이를 직전 사이클에서 구해진 동일 기통의 속도 증감과 속도 진폭의 차이와 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.As another example, in step d), the difference between the speed increase/decrease (D3) and the speed amplitude (D4) for each cylinder is compared with the difference between the speed increase/decrease and the speed amplitude of the same cylinder obtained in the previous cycle to diagnose whether or not a misfire for each cylinder. have.

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

다기통 엔진의 기통 별 실화 여부를 진단하는 장치로서,As a device that diagnoses whether a multi-cylinder engine is misfired for each cylinder,

엔진 크랭크축의 타겟 휠(Target wheel) 둘레에 배치되어 엔진 속도 계산에 필요한 투스 신호(Tooth time signal)를 생성하는 크랭크각 센서;A crank angle sensor disposed around a target wheel of the engine crankshaft to generate a tooth time signal required for engine speed calculation;

상기 크랭크각 센서의 투스 신호로부터 한 사이클의 엔진 속도 변화를 분석하고 분석 결과를 이용하여 실화(Misfire) 여부를 진단하는 제어기;를 포함하며,Including; a controller that analyzes the engine speed change of one cycle from the tooth signal of the crank angle sensor and diagnoses whether a misfire occurs using the analysis result,

상기 제어기는,The controller,

한 사이클 동안 상기 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)하는 선형 추세 제거부와,A linear trend removal unit that removes a linear trend from the tooth signal output from the crank angle sensor during one cycle;

선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 속도 추세선을 생성하는 속도 추세선 생성부와,A speed trend line generator for generating a speed trend line for each cylinder using the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed;

선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값을 계산하고, 계산된 엔진 속도 최대값과 최소값으로부터 상기 속도 추세선까지의 최단 거리(D1, D2)를 계산하는 거리 계산부 및Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are calculated using the tooth signals at two specific positions for each cylinder, and the shortest distance from the calculated engine speed maximum and minimum values to the speed trend line (D1 , A distance calculation unit that calculates D2) and

상기 거리 계산부를 통해 계산된 기통 별 두 최단 거리(D1, D2)로부터 비교값을 산출하고, 산출된 비교값을 분석하여 기통 별 실화여부를 진단하는 실화 진단부를 포함하는 다기통 엔진의 실화 진단 장치를 제공한다.Misfire diagnosis device for a multi-cylinder engine including a misfire diagnosis unit that calculates a comparison value from the two shortest distances (D1, D2) for each cylinder calculated through the distance calculation unit, and analyzes the calculated comparison value to diagnose misfire for each cylinder Provides.

여기서, 상기 속도 추세선 생성부는, 기통 별 흡입행정 초기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC1_rpm) 성분과 흡입행정 초기 타겟 휠의 회전위치 성분을 포함하는 엔진 속도 커브 상의 한 점과, 기통 별 배기행정 말기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC3_rpm) 성분과 배기행정 말기 타겟 휠의 회전위치 성분을 포함하는 엔진 속도 커브 상의 다른 한 점을 연결하여 상기 속도 추세선(L1)을 생성할 수 있다.Here, the speed trend line generator includes an engine speed (TDC1_rpm) component calculated from a tooth signal at the initial stage of the intake stroke for each cylinder, a point on the engine speed curve including a rotation position component of the target wheel at the initial stage of the intake stroke, and an exhaust stroke for each cylinder. The speed trend line L1 may be generated by connecting another point on the engine speed curve including the engine speed (TDC3_rpm) component calculated from the end tooth signal and the rotation position component of the target wheel at the end of the exhaust stroke.

또한 상기 실화 진단부는, 기통 별 상기 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 비교값(D1XD2)을 기록장치에 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold1)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.In addition, the misfire diagnosis unit may compare a comparison value D1XD2 defined as the product of the two shortest distances for each cylinder with a threshold value 1 for each cylinder mapped to a recording device to diagnose whether or not a misfire for each cylinder.

다른 예로서 상기 실화 진단부는, 기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 상기 비교값(D1XD2)을 직전 사이클에서 같은 방법으로 구해진 동일 기통의 이전 비교값(D1'XD2')과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.As another example, the misfire diagnosis unit compares the comparison value (D1XD2) defined as the product of two shortest distances per cylinder with the previous comparison value (D1'XD2') of the same cylinder obtained by the same method in the previous cycle, Whether it can be diagnosed.

이 경우 상기 실화 진단부는, 상기 이전 비교값(D1'XD2')과 상기 비교값(D1XD2)의 차이((D1'XD2') - (D1XD2))를 기록장치에 맵핑된 임계값(Threshold2)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.In this case, the misfire diagnosis unit may determine the difference ((D1'XD2')-(D1XD2)) between the previous comparison value (D1'XD2') and the comparison value (D1XD2), which is mapped to the recording device (Threshold 2 ). Compared with, it is possible to diagnose the misfire by cylinder.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따른 다른 실시 예로서,As another embodiment according to another aspect of the present invention as a means of solving the problem,

다기통 엔진의 기통 별 실화 여부를 진단하는 장치로서,As a device that diagnoses whether a multi-cylinder engine is misfired for each cylinder,

엔진 크랭크축의 타겟 휠(Target wheel) 둘레에 배치되어 엔진 속도 계산에 필요한 투스 신호(Tooth time signal)를 생성하는 크랭크각 센서;A crank angle sensor disposed around a target wheel of the engine crankshaft to generate a tooth time signal required for engine speed calculation;

상기 크랭크각 센서의 투스 신호로부터 한 사이클의 엔진 속도 변화를 분석하고 분석 결과를 이용하여 실화(Misfire) 여부를 진단하는 제어기;를 포함하며,Including; a controller that analyzes the engine speed change of one cycle from the tooth signal of the crank angle sensor and diagnoses whether a misfire occurs using the analysis result,

상기 제어기는,The controller,

한 사이클 동안 상기 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)하는 선형 추세 제거부와,A linear trend removal unit that removes a linear trend from the tooth signal output from the crank angle sensor during one cycle;

선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 시작과 종료 시점의 엔진 속도를 계산하고, 계산된 기통 별 시작과 종료 시점의 두 엔진 속도의 차이인 속도 증감(D3)을 계산하는 속도 증감 계산부와,Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the engine speed at the start and end points of each cylinder is calculated using the tooth signals at two specific positions per cylinder, and the speed increase or decrease (the difference between the two engine speeds at the start and end points for each cylinder) A speed increase/decrease calculation unit that calculates D3),

선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값을 계산하고, 계산된 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값의 차이인 속도 진폭(D4)을 계산하는 속도 진폭 계산부와,Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are calculated using the tooth signals at two specific positions for each cylinder, and the speed amplitude (D4), which is the difference between the calculated maximum and minimum engine speed values for each cylinder. A velocity amplitude calculator that calculates

기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이를 분석하여 기통 별 실화 여부를 진단하는 실화 진단하는 실화 진단부를 포함하는 다기통 엔진의 실화 진단 장치를 제공한다. It provides a misfire diagnosis apparatus for a multi-cylinder engine including a misfire diagnosis unit that diagnoses misfire for each cylinder by analyzing the difference between the speed increase/decrease D3 and the speed amplitude D4 for each cylinder.

이 경우 상기 실화 진단부는, 기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이를 기록장치에 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.In this case, the misfire diagnosis unit may diagnose a misfire for each cylinder by comparing a difference between the speed increase/decrease D3 and the speed amplitude D4 for each cylinder with a threshold for each cylinder mapped to the recording device.

이와는 다르게 상기 실화 진단부는, 기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이를 직전 사이클에서 구해진 동일 기통의 속도 증감(D3')과 속도 진폭(D4')의 차이와 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.Unlike this, the misfire diagnosis unit compares the difference between the speed increase/decrease (D3) and the speed amplitude (D4) for each cylinder with the difference between the speed increase/decrease (D3') and the speed amplitude (D4') of the same cylinder obtained in the previous cycle. Diagnosis of misfire can be made.

본 발명의 실시 예에 따르면, 정상점화와 실화를 명확하게 구분할 수 있는 엔진 특성에 관한 몇 가지 정보(크랭크각 센서의 출력 신호로 알 수 있는 기통 별 흡입행정 초기 엔진 속도와 배기행정 말기 엔진 속도, 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값)만을 이용하여 실화(Misfire) 여부를 진단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, some information on engine characteristics that can clearly distinguish between a normal ignition and a misfire (the initial engine speed of the intake stroke and the engine speed of the end of the exhaust stroke for each cylinder, which can be determined by the output signal of the crank angle sensor, Misfire can be diagnosed using only the maximum and minimum engine speed values for each cylinder.

즉 실화 여부를 명확하게 판단할 수 있는 최소한의 주요 정보만을 가지고 실화를 진단/검출함으로써, 실화 진단/검출을 위한 프로세스를 단순화하면서도 정확도 높은 실화 진단/검출이 가능하며, 별도의 하드웨어적인 추가 구성 없이도 소프트웨어만으로 구현이 가능하므로 개발비용이 저렴하다는 장점이 있다.In other words, by diagnosing/detecting a true story with only the minimum main information that can clearly determine whether a true story has been made, it is possible to diagnose and detect a true story with high accuracy while simplifying the process for diagnosing/detecting a true story, and without additional hardware configuration. Since it can be implemented only with software, it has the advantage of low development cost.

더욱이, 엔진 속도 최대값 및 최소값과 속도 추세선 사이의 최단 거리로부터 계산되는 비교값을 임계값과 비교하거나, 직전 사이클에서 추출된 동일 기통의 이전 비교값과 비교하여 실화 여부를 진단함으로써, 실화 발생 여부는 물론, 실화가 발생한 기통, 즉 실린더 위치까지 정확하게 진단 및 검출해낼 수 있다는 장점이 있다.Moreover, by comparing the comparison value calculated from the shortest distance between the maximum and minimum engine speed values and the speed trend line with a threshold value, or by comparing the previous comparison value of the same cylinder extracted in the previous cycle to diagnose whether a misfire has occurred or not. Of course, there is an advantage of being able to accurately diagnose and detect the cylinder position where the misfire occurred.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기통 엔진 실화 진단 장치의 개념도.
도 2는 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호 데이터에서 선형 추세를 제거하기 전과 선형 추세 제거 후 경과시간에 따른 엔진 속도 변동을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 적용된 속도 추세선 생성 및 최단 거리 계산 과정을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실화 진단 장치에 의해 행해지는 실화 진단 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치를 개략 도시한 개념도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 적용된 속도 증감 및 속도 진폭을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실화 진단 장치에 의해 행해지는실화 진단 과정을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 방법을 설명하기 위한 순서도.
1 is a conceptual diagram of a multi-cylinder engine misfire diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing engine speed fluctuations according to elapsed time before and after the linear trend is removed from tooth signal data output from the crank angle sensor.
3 is an exemplary view illustrating a process of generating a speed trend line and calculating a shortest distance applied to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a misfire diagnosis process performed by a misfire diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a misfire of a multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram schematically showing a misfire diagnosis apparatus for a multi-cylinder engine according to another embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view for explaining the speed increase and decrease and speed amplitude applied to another embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a misfire diagnosis process performed by a misfire diagnosis apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a misfire of a multi-cylinder engine according to another 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.In addition, in the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other It is to be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being excluded.

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.In addition, terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

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", "... module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which can be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. I can.

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 drawing reference numerals are assigned to the same elements, and duplicate descriptions of the same elements will be omitted. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

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

본 발명의 일 실시 예를 설명함에 있어 사용되는 용어 중 「한 사이클」은 엔진 크랭크축이 두 바퀴(720ㅀ) 회전하는 구간으로서, 각 기통마다 흡입-압축-폭발(연소 팽창)-배기 행정을 한 차례씩 포함하는 구간을 의미한다. 예를 들어, 4기통 엔진일 경우 4개의 기통(Cylinder)이 정해진 순서대로 흡입-압축-폭발-배기를 수행하여 상기 크랭크축을 두 바퀴(720ㅀ) 회전시키면 한 사이클이 마무리된다. Among the terms used in describing an embodiment of the present invention, "one cycle" refers to a section in which the engine crankshaft rotates two wheels (720ㅀ), and for each cylinder, suction-compression-explosion (combustion expansion)-exhaust stroke It means a section that includes once. For example, in the case of a four-cylinder engine, four cylinders perform suction-compression-explosion-exhaust in a predetermined order and rotate the crankshaft two times (720°) to complete one cycle.

그리고 「속도 추세선」은 전술한 한 사이클 동안 크랭크축의 회전각도 혹은 회전위치를 검출하는 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 생성되는 직선을 의미하는 것으로, 여기서 「두 특정 위치」는 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠의 회전위치일 수 있다.In addition, the ``speed trend line'' refers to a straight line generated by using the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals output by the crank angle sensor that detects the rotation angle or rotation position of the crankshaft during the aforementioned cycle. The "two specific positions" may be a rotational position of the target wheel set corresponding to the crankshaft rotational position of each of the initial intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder.

또한 「최단 거리(D1, D2)」는 전술한 한 사이클 동안 크랭크축의 회전각도 혹은 회전위치를 검출하는 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호 중 기통 별 다른 두 특정 위치의 투스 신호로부터 생성되는 엔진 속도 최대값과 최소값으로부터 상기 '속도 추세선'까지의 직선 거리를 의미하며, 여기서 「다른 두 특정 위치」는 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 크랭크축 회전위치에 대응하는 타겟 휠의 회전위치일 수 있다.Also, the ``shortest distance (D1, D2)'' is the maximum engine speed generated from the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals output by the crank angle sensor that detects the rotation angle or rotation position of the crankshaft during the aforementioned cycle. It means a straight line distance from a value and a minimum value to the'speed trend line', where the'other two specific positions' may be a rotation position of the target wheel corresponding to the crankshaft rotation position at which the maximum and minimum engine speed values for each cylinder appear. .

참고로, 투스 신호(Tooth time signal)는 엔진 크랭크축이 일정 각도 회전하는데 소요되는 시간을 의미하는 것으로, 상기 크랭크축 선단에 동심 설치된 타겟 휠(Target wheel)의 외면부 둘레에 균등 간격으로 형성되는 복수의 투스(Tooth)를 상기 크랭크각 센서(Crank shaft position sensor)가 인식하여 출력하는 신호를 의미한다.For reference, the tooth signal (Tooth time signal) refers to the time it takes for the engine crankshaft to rotate at a certain angle, and is formed at equal intervals around the outer surface of a target wheel concentrically installed at the crankshaft tip. Refers to a signal that the crank shaft position sensor recognizes and outputs a plurality of teeth.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치를 개략 도시한 개념도로서, 이를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치부터 살펴보기로 한다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating an apparatus for diagnosing a misfire of a multi-cylinder engine according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to this, the apparatus for diagnosing a misfire of a multi-cylinder engine according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치는, 크랭크각 센서(10)와 제어기(20)를 포함한다. 제어기(20)는 ECU일 수 있으며, 크랭크각 센서(10)는 엔진 크랭크축(30) 상의 타겟 휠(40) 주변에 배치되어 타겟 휠(40)의 회전에 따라 엔진 속도 계산에 필요한 투스 신호(Tooth time signal) 신호를 생성한다.Referring to FIG. 1, an apparatus for diagnosing misfire of a multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention includes a crank angle sensor 10 and a controller 20. The controller 20 may be an ECU, and the crank angle sensor 10 is disposed around the target wheel 40 on the engine crankshaft 30, and a tooth signal required for engine speed calculation according to the rotation of the target wheel 40 ( Tooth time signal) signal is generated.

타겟 휠(40)의 외주면에는 상기 크랭크축(30)의 각속도를 측정할 수 있도록 복수 개의 투스(Tooth)가 형성되어 있으며, 타겟 휠(40)이 회전할 때 상기 크랭크각 센서(20)가 상기 투스를 검출하는 시간 정보를 이용하여 제어기(20)가 상기 엔진 크랭크축(30)의 각속도를 계산한다. 그리고 계산된 각속도로부터 엔진 속도를 산출한다.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 when the target wheel 40 rotates, the crank angle sensor 20 The controller 20 calculates the angular velocity of the engine crankshaft 30 by using the time information for detecting the tooth. And the engine speed is calculated from the calculated angular speed.

제어기(20)는 핸드 악셀 조작(미도시)을 통한 운전자의 가속 또는 감속 요구에 맞춰 연료 인젝터(60)와 점화코일(50)의 통전상태를 제어하여 엔진 속도를 제어하는 것은 물론, 상기 크랭크각 센서(10)의 투스 타임 신호로부터 실화 분석 대상인 하나의 엔진 사이클의 엔진 속도 변화를 분석한다. 그리고 분석 결과를 이용하여 실화(Misfire) 여부를 진단한다.The controller 20 controls the engine speed by controlling the energized state of the fuel injector 60 and the ignition coil 50 according to the driver's acceleration or deceleration request through a hand accelerator operation (not shown), as well as the crank angle. From the tooth time signal of the sensor 10, the engine speed change of one engine cycle that is the target of misfire analysis is analyzed. And, using the analysis result, it diagnoses whether there is a misfire.

실화(Misfire)는 배경기술에서도 언급 했듯이 엔진 실린더에 분사된 연료가 연소하지 않고 그대로 외기로 배출되는 현상을 말한다. 실화가 발생하면 폭발(연소 팽창)행정에서 엔진 속도를 가속시키는 에너지원이 발생하지 않음에 따라 투스 신호(Tooth time siganal, 엔진 크랭크축이 일정 각도 회전하는데 소요되는 시간) 신호의 주기성이 훼손된다. Misfire, as mentioned in the background art, refers to a phenomenon in which fuel injected into the engine cylinder is discharged to the outside without burning. When a misfire occurs, the periodicity of the tooth signal (Tooth time siganal, the time it takes for the engine crankshaft to rotate at a certain angle) is impaired as the energy source that accelerates the engine speed is not generated in the explosion (combustion expansion) stroke.

실화는 폭발 행정에서의 연료 미연소 -> 연소압 미생성 -> 피스톤 속도 감소 -> 크랭크축 회전 모멘텀 감소로 나타나며, 이로 인해 투스 타임이 길어지고 반대로 엔진 속도는 감소한다. 즉 실화가 발생하면 엔진을 구동시키는 에너지원이 발생하지 않는 것이므로 엔진 속도가 감소하며, 따라서 한 사이클에서의 기통 별 엔진 속도를 분석하면 실화 여부를 기통 별로 진단할 수 있다.Misfire is caused by no combustion of fuel in the explosion stroke -> no combustion pressure -> reduction in piston speed -> reduction in crankshaft rotational momentum, resulting in a longer tooth time and a decrease in engine speed. That is, when a misfire occurs, the energy source that drives the engine is not generated, so the engine speed decreases. Therefore, by analyzing the engine speed for each cylinder in one cycle, it is possible to diagnose the misfire for each cylinder.

본 발명은 이처럼 실화 시 나타나는 엔진 속도의 변화 특성을 이용하여 다기통 엔진에서 발생하는 실화를 정확하고 신속하게 진단/검출할 수 있도록 한 것으로, 이를 위해 본 실시 예에 적용된 제어기(20)는, 선형 추세 제거부(22)와 속도 추세선 생성부(24)를 포함한다. 또한 거리 계산부(26) 및 실화 진단부(28)를 포함한다.The present invention enables accurate and quick diagnosis/detection of a misfire occurring in a multi-cylinder engine by using the characteristics of changes in engine speed appearing during a misfire. To this end, the controller 20 applied in the present embodiment is It includes a trend removal unit 22 and a speed trend line generation unit 24. It also includes a distance calculation unit 26 and a misfire diagnosis unit 28.

제어기를 구성하는 각부 구성에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.The configuration of each part constituting the controller will be described in more detail.

선형 추세 제거부(22)는 한 사이클 동안 상기 크랭크각 센서(10)가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)한다. 크랭크각 센서(10)가 출력하는 신호 데이터에서 선형 추세를 제거하지 않으면, 정상 점화에서 발생한 오버슈트(Overshoot)가 실화가 발생한 기통, 즉 실린더의 엔진 속도 변동에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. The linear trend removal unit 22 removes a linear trend from the tooth signal output from the crank angle sensor 10 during one cycle. This is because if the linear trend is not removed from the signal data output from the crank angle sensor 10, an overshoot occurring in normal ignition may affect the engine speed fluctuation of the cylinder where the misfire occurs, that is, the cylinder.

정상 점화에서 발생한 오버슈트(Overshoot)가 실화가 발생한 기통의 엔진 속도 변동에에 영향을 미치면, 실화 여부를 진단함에 있어 정확하고 정밀한 진단이 어려울 수 있다. 그러므로 한 사이클 동안 수집된 크랭크각 센서(10)의 출력 신호 데이터에서 선형 추세를 제거(Linear detrend)함으로써, 오버슈트가 실화 발생 실린더의 엔진 속도에 미치는 영향을 사전에 제거함이 바람직하다. If the overshoot from normal ignition affects the engine speed fluctuation of the cylinder where the misfire occurs, it may be difficult to accurately and accurately diagnose whether or not the misfire occurs. Therefore, by removing the linear trend from the output signal data of the crank angle sensor 10 collected during one cycle (Linear detrend), it is desirable to remove the effect of the overshoot on the engine speed of the misfire occurrence cylinder in advance.

한 사이클 내 모든 투스 신호에서 선형 추세를 제거한다는 것은 다른 의미로, 한 사이클 동안 모든 투스 신호로부터 산출되는 엔진 속도에서 이들 평균값을 빼는 것을 의미한다. 도 2에서 (a)는 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호 데이터에서 선형 추세를 제거하기 전 경과시간에 따른 엔진 속도 변동을 도시한 그래프이고, (b)가 선형 추세 제거 후 엔진 속도 변동을 도시한 그래프이다.Removing the linear trend from all tooth signals in a cycle means in a different sense, subtracting these averages from the engine speed that is calculated from all tooth signals during one cycle. In FIG. 2, (a) is a graph showing the engine speed fluctuations according to the elapsed time before the linear trend is removed from the tooth signal data output from the crank angle sensor, and (b) is a graph showing the engine speed fluctuations after the linear trend is removed. It is a graph.

속도 추세선 생성부(24)는 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 속도 추세선을 생성한다. 예를 들어, 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진일 경우 한 사이클에서 기통 별로 총 4개의 속도 추세선을 생성한다. 물론 엔진은 2기통 이상 다기통 엔진일 수 있으므로 4기통 엔진으로 국한되는 것은 아니다.The speed trend line generator 24 generates a speed trend line for each cylinder by using the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed. For example, in a four-cylinder engine with four cylinders, a total of four speed trend lines are generated for each cylinder in one cycle. Of course, the engine is not limited to a four-cylinder engine because it can be a two- or more-cylinder engine.

속도 추세선 생성에 필요한 투스 신호를 수집하는 상기 두 특정 위치는 바람직하게, 기통 별 단위 사이클의 시작점과 종료 시점 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠(40)의 회전위치일 수 있다.The two specific positions for collecting the tooth signals necessary for generating the speed trend line may preferably be rotation positions of the target wheel 40 set corresponding to the crankshaft rotation positions at the start and end points of the unit cycle for each cylinder.

좀 더 구체적으로는, 기통 별 단위 사이클의 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠(40)의 회전위치일 수 있다. 예를 들어, 4기통 엔진일 경우 한 사이클에서 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하는 타겟 휠(40)의 회전위치로 특정될 수 있다.More specifically, it may be a rotational position of the target wheel 40 set corresponding to the crankshaft rotational position at the beginning of the suction stroke and the end of the exhaust stroke of a unit cycle for each cylinder. For example, in the case of a four-cylinder engine, it may be specified as the rotational position of the target wheel 40 corresponding to the crankshaft rotational position at the beginning of the intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder in one cycle.

거리 계산부(26)는 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 상기 속도 추세선 생성에 필요한 투스 신호를 수집하는 위치와는 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 한 사이클 동안 기통 별로 엔진 속도 최대값과 최소값을 계산하고, 계산된 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값으로부터 해당 기통의 상기 속도 추세선까지의 최단 거리(D1, D2)를 계산한다.The distance calculation unit 26 uses the tooth signals at two specific positions different from the position to collect the tooth signals required for the generation of the speed trend line among the tooth signals from which the linear trend has been removed, and uses the maximum and minimum engine speed values for each cylinder during one cycle. Is calculated, and the shortest distances (D1, D2) from the calculated maximum and minimum engine speed values for each cylinder to the speed trend line of the corresponding cylinder are calculated.

최단 거리(D1, D2)를 계산하는데 필요한 투스 신호를 수집하는 다른 두 특정 위치는 바람직하게, 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠(40)의 회전위치로서, 동일한 모사 환경의 시뮬레이션이나 반복 실험을 통해 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠 회전위치를 구하고, 구해진 회전위치의 평균값을 도출하여 기통 별로 설정한 고정값일 수 있다.The other two specific positions for collecting the tooth signals required to calculate the shortest distances (D1, D2) are preferably the rotational positions of the target wheel 40 at which the maximum and minimum engine speed values for each cylinder appear, such as simulation of the same simulation environment or Through repeated experiments, the target wheel rotation position at which the maximum and minimum engine speed values for each cylinder appear, and the average value of the obtained rotation positions may be derived, and may be a fixed value set for each cylinder.

물론, 최단 거리(D1, D2) 계산을 위한 타겟 휠(40)의 회전 위치를 고정값으로 사용하는 것에 국한되는 것은 아니다. 연소 특성상 사이클마다 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠(40)의 회전위치가 약간씩 변동될 수 있기 때문에, 매 사이클마다 기통 별 타겟 휠(40)의 각속도가 최대가 되는 위치와 최소가 되는 위치의 투스 신호를 이용할 수도 있다. Of course, it is not limited to using the rotation position of the target wheel 40 as a fixed value for calculating the shortest distances D1 and D2. Because the rotational position of the target wheel 40 at which the maximum and minimum engine speed values appear for each cycle may vary slightly due to combustion characteristics, the position at which the angular speed of the target wheel 40 for each cylinder is the maximum and the minimum at each cycle It is also possible to use the tooth signal of.

도 3을 참조하여 속도 추세선 생성부에 의한 속도 추세선 생성 및 거리 계산부에 의한 최단 거리 계산 과정을 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.Referring to FIG. 3, a process of generating a speed trend line by a speed trend line generating unit and calculating a shortest distance by a distance calculating unit will be described in more detail.

도 3은 속도 추세선 생성 및 최단 거리 계산 과정을 설명하기 위한 예시도로서, 기통 즉 실린더가 4개이고, 1번(Cyl 1)-3번(Cyl 3)-4번(Cyl 4)-2번(Cyl 2) 기통(실린더) 순으로 연소가 이루어지는 4기통 엔진에서 크랭크각 센서(10)가 출력하는 투스 신호를 기통 별로 구분하여 선형 추세 제거 후 크랭크축 회전각도 변화(x축 방향)에 따른 엔진 속도 변화량(y축 방향)으로 나타낸 엔진 속도 커브이다. 3 is an exemplary diagram for explaining the process of generating a speed trend line and calculating the shortest distance, with four cylinders, that is, four cylinders, and no. 1 (Cyl 1) -3 (Cyl 3) -4 (Cyl 4) -2 ( Cyl 2) Engine speed according to crankshaft rotation angle change (x-axis direction) after removing the linear trend by dividing the tooth signal output from the crank angle sensor 10 for each cylinder in a four-cylinder engine in which combustion is performed in the order of cylinder (cylinder) It is an engine speed curve expressed as a change amount (y-axis direction).

도 3을 참조하면, 속도 추세선(L1)은 기통 별 흡입행정 초기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC1_rpm) 성분과 타겟 휠(40)의 회전위치 성분을 포함하는 속도 커브 상의 한 점(TDC1)과, 기통 별 배기행정 말기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC3_rpm) 성분과 타겟 휠(40)의 회전위치 성분을 포함하는 속도 커브 상의 다른 한 점(TDC3)을 연결함으로써 생성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the speed trend line L1 is a point on the speed curve including the engine speed (TDC1_rpm) component calculated from the tooth signal at the beginning of the suction stroke for each cylinder and the rotation position component of the target wheel 40 (TDC1). And, it can be generated by connecting the engine speed (TDC3_rpm) component calculated from the tooth signal at the end of the exhaust stroke for each cylinder and another point (TDC3) on the speed curve including the rotational position component of the target wheel 40.

좀 더 구체적으로는, 도 3에서 TDC1은 y축 상으로 엔진 속도(TDC1_rpm) 성분을 포함하고 x축 상으로는 타겟 휠(40)의 회전위치 성분을 포함하는 점이고, TDC3 역시 y축 상으로 엔진 속도(TDC3_rpm) 성분을 포함하고 x축 상으로는 다른 값의 타겟 휠(40)의 회전위치 성분을 포함하는 점이므로, 간단한 수학식(두 점을 지나는 직선의 방정식)을 이용하여 속도 추세선(L1)을 구할 수 있다.More specifically, in FIG. 3, TDC1 is a point including an engine speed (TDC1_rpm) component on the y-axis and a rotational position component of the target wheel 40 on the x-axis, and TDC3 is also the engine speed (TDC1_rpm) on the y-axis. TDC3_rpm) component and the x-axis contains the rotational position component of the target wheel 40 of a different value, so the speed trend line (L1) can be obtained using a simple equation (the equation of a straight line passing through two points). have.

최단 거리(D1, D2)는 앞서도 언급했듯이, 기통 별 엔진 속도 최대값(rpmmax)과 최소값(rpmmin)으로부터 상기 속도 추세선(L1)까지의 거리로서, 도 3에서 기통 별 속도 추세선(L1)과 엔진 속도 최대값(rpmmax)이 나타나는 한 점(P1) 사이의 y축 방향 거리(D1)와 기통 별 속도 추세선(L1)과 속도 최소값(rpmmin)이 나타나는 다른 한 점(P2) 사이의 y축 방향 거리(D2) 거리를 의미한다.The shortest distance (D1, D2) is the distance from the maximum engine speed value (rpm max ) and minimum value (rpm min ) for each cylinder to the speed trend line L1, as mentioned earlier, and the speed trend line L1 for each cylinder in FIG. The distance in the y-axis direction (D1) between one point (P1) where the maximum engine speed value (rpm max ) appears, and the other point (P2) where the speed trend line for each cylinder (L1) and the minimum speed value (rpm min ) appears. It means the distance in the y-axis direction (D2).

여기서, P1, P2는 y축 상으로 엔진 속도(rpmmax, rpmmin) 성분을 포함하고 x축 상으로는 타겟 휠(40)의 회전위치 성분을 각각 포함하는 엔진 속도 커브 상의 점이므로, 점과 직선 사이의 거리(P1과 L1 사이의 거리 및 P2와 L2 사이의 거리)를 계산하는데 이용되는 공지의 수학식을 포함하는 간단한 연산 프로세를 이용하면 최단 거리(D1, D2)를 신속하게 계산해낼 수 있다.Here, P1 and P2 are points on the engine speed curve each including the engine speed (rpm max, rpm min ) component on the y-axis and the rotation position component of the target wheel 40 on the x-axis, so between the point and the straight line The shortest distance (D1, D2) can be quickly calculated by using a simple computational process that includes the known equations used to calculate the distance (the distance between P1 and L1 and the distance between P2 and L2). .

거리 계산부(26)에서 계산된 기통 별 두 최단 거리(D1, D2)에 관한 정보는 실화 진단부(28)에 전달되며, 실화 진단부(28)는 전달받은 기통 별 최단 거리(D1, D2)에 관한 정보로부터 두 최단 거리(D1, D2)의 곱으로 정의되는 비교값(D1XD2)을 산출하고, 산출된 비교값(D1XD2)을 분석하여 한 사이클 동안의 기통 별 실화여부를 진단한다.Information on the two shortest distances (D1, D2) for each cylinder calculated by the distance calculation unit 26 is transmitted to the misfire diagnosis unit 28, and the misfire diagnosis unit 28 is the shortest distance (D1, D2) for each cylinder. ), a comparison value (D1XD2) defined as the product of the two shortest distances (D1, D2) is calculated, and the calculated comparison value (D1XD2) is analyzed to diagnose whether a misfire for each cylinder during one cycle.

일 예로서, 기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 상기 비교값(D1XD2)을 기록장치에 미리 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold1)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.As an example, the comparison value D1XD2, defined as the product of two shortest distances per cylinder, may be compared with a threshold value 1 for each cylinder previously mapped to a recording device to diagnose whether or not a misfire per cylinder.

다른 예로서, 기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 상기 비교값(D1XD2)을 직전 사이클에서 같은 방법으로 구해진 동일 기통의 이전 비교값(D1'XD2')과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하도록 구성할 수도 있다. 이 경우 바람직하게는, 이전 비교값(D1'XD2')과 상기 비교값(D1XD2)의 차이((D1'XD2') - (D1XD2))를 기록장치에 맵핑된 임계값(Threshold2)과 비교함으로써 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.As another example, the comparison value (D1XD2), which is defined as the product of the two shortest distances per cylinder, is compared with the previous comparison value (D1'XD2') of the same cylinder obtained by the same method in the previous cycle to diagnose whether or not there is a misfire for each cylinder. It can also be configured. In this case, preferably, the difference ((D1'XD2')-(D1XD2)) between the previous comparison value (D1'XD2') and the comparison value (D1XD2) is compared with the threshold value (Threshold 2 ) mapped to the recording device. By doing so, it is possible to diagnose whether or not a misfire by cylinder.

정상점화에서는 기통 별 폭발행정에서 엔진 속도를 가속시키는 에너지원이 발생한다. 때문에 속도 추세선(L1)에 대한 엔진 속도 최대값과 최소값 사이의 거리로부터 계산되는 비교값(D1XD2)이 비교적 작다. 4기통 엔진일 경우, 정해진 순서(1번(Cyl 1)-3번(Cyl 3)-4번(Cyl 4)-2번(Cyl 2) 기통(실린더) 순으로 폭발(팽창 연소)이 정상적으로 일어나면 전체적인 엔진 속도 변동폭이 크지 않기 때문이다.In normal ignition, an energy source that accelerates the engine speed is generated in the explosion stroke for each cylinder. Therefore, the comparison value D1XD2 calculated from the distance between the maximum and minimum engine speed values with respect to the speed trend line L1 is relatively small. In the case of a four-cylinder engine, if explosion (expansion combustion) occurs normally in the order of the specified order (No. 1 (Cyl 1)-3 (Cyl 3)-4 (Cyl 4)-2 (Cyl 2))) This is because the overall engine speed fluctuations are not large.

반면, 실화가 발생하면 상기 비교값(D1XD2)은 정상점화 시(도 3에서 1번, 4번, 2번 실린더)와 비교해 뚜렷하게 큰 폭으로 나타난다(도 3에서 3번 실린더의 단위 사이클 구간). 특정 기통(도 3에서 3번 실린더)에서 실화가 발생하면 폭발에 의한 에너지 추가가 없는 것이므로 해당 기통의 엔진 속도 변동폭이 다른 기통에 비해 상대적으로 커질 수 밖에 없다.On the other hand, when a misfire occurs, the comparison value D1XD2 appears in a distinctly large width compared to the normal ignition (cylinders 1, 4, and 2 in FIG. 3) (unit cycle section of cylinder 3 in FIG. 3). When a misfire occurs in a specific cylinder (cylinder 3 in FIG. 3), there is no energy added by the explosion, so the engine speed fluctuation range of the cylinder is inevitably larger than that of other cylinders.

따라서 전술한 기통 별 상기 비교값(D1XD2)을 분석하면 실화(Misfire) 발생 여부는 물론, 몇 번 실린더에 실화가 발생한 것인지를 정확하게 진단할 수 있다. 본 발명은 이처럼 실화 발생 여부에 따라 기통 별 속도 추세선에 대한 엔진 속도 최대값과 최소값의 최단 거리의 곱으로 정의되는 비교값(D1XD2)이 뚜렷하게 다른 양상으로 나타나는 점을 이용하여 실화 여부를 진단하는 것이다.Therefore, by analyzing the comparison value D1XD2 for each cylinder described above, it is possible to accurately diagnose whether a misfire has occurred, as well as how many times a misfire has occurred in the cylinder. The present invention diagnoses whether a misfire occurs by using the fact that the comparison value (D1XD2) defined as the product of the shortest distance of the maximum engine speed and the minimum value to the speed trend line for each cylinder appears in distinctly different patterns depending on whether a misfire occurs. .

도 4는 실화 진단부에 의해 수행되는 실화 진단 방법 중에서 현재 사이클에서 기통 별 비교값((D1XD2)과 직전 사이클에서 같은 방법으로 구해진 동일 기통의 비교값(D1'XD2)'의 차이(((D1'XD2') - (D1XD2))를 분석하여 기통 별 실화여부를 진단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a difference between the comparison value for each cylinder ((D1XD2) in the current cycle and the comparison value for the same cylinder (D1'XD2)' obtained by the same method in the previous cycle in the misfire diagnosis method performed by the misfire diagnosis unit (((D1 This is a diagram for explaining the process of diagnosing whether or not misfire for each cylinder is analyzed by analyzing'XD2')-(D1XD2)).

도 4의 (a)는 직전 한 사이클 동안 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호를 기통 별로 구분하여 크랭크축 회전각도 변화에 따른 엔진 속도 변화량으로 나타낸 엔진 속도 커브이고, 도 4의 (b)는 현재 한 사이클 동안 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호를 기통 별로 구분하여 크랭크축 회전각도 변화에 따른 엔진 속도 변화량으로 나타낸 엔진 속도 커브이다.4(a) is an engine speed curve showing the amount of change in engine speed according to the crankshaft rotation angle change by dividing the tooth signal output from the crank angle sensor for each cylinder during the last cycle, and FIG. 4(b) is It is an engine speed curve expressed as the amount of engine speed change according to the crankshaft rotation angle change by dividing the tooth signal output from the crank angle sensor during the cycle by cylinder.

도 4 및 앞선 도 3을 함께 참조하면, 앞서도 언급했듯이 정상점화에서는 기통 별 폭발행정에서 엔진 속도를 가속시키는 에너지원이 발생하기 때문에 기통 별 엔진 속도 변화폭이 작고 따라서 상기 비교값(D1XD2)도 크지 않다. 반면, 폭발에 의한 에너지 추가가 없는 실화에서는 엔진 속도 변화폭이 크기 때문에 비교값(D1'XD2')이 상대적으로 크게 나타난다. Referring to Fig. 4 and the previous Fig. 3 together, as mentioned above, since an energy source for accelerating the engine speed is generated in the explosion stroke for each cylinder in normal ignition, the engine speed change range for each cylinder is small, and thus the comparison value D1XD2 is not large. . On the other hand, in the true story without the addition of energy due to the explosion, the comparison value D1'XD2' appears relatively large because the engine speed change range is large.

도 4에서 1번 실린더의 단위 사이클 구간을 제외한 구간(3번, 4번, 2번 실린더의 단위 사이클 구간)을 보면, 직전 사이클(도 4의 (a))에서의 비교값((D1'XD2')과 현재 사이클(도 4의 (b))에서 비교값(D1XD2)을 동일 기통 별로 비교해 보면, 기통 별 두 비교값의 차이((D1'XD2') - (D1XD2))가 크지 않음을 직관적으로 알 수 있다. Looking at the section excluding the unit cycle section of cylinder 1 (unit cycle section of cylinder 3, 4, and 2) in Fig. 4, the comparison value ((D1'XD2) in the previous cycle (Fig. 4(a))) ') and the comparison value (D1XD2) for each cylinder in the current cycle (Fig. 4(b)), it is intuitive that the difference between the two comparison values for each cylinder ((D1'XD2')-(D1XD2)) is not large. Can be seen as.

따라서 현재 사이클의 기통 별 비교값(D1XD2)을 직전 사이클의 동일 기통 비교값(D1'XD2')과 비교했을 때, 그 차이((D1'XD2') - (D1XD2))의 절대값이 설정된 임계값(Threshold2)과 같거나 작으면 상기 실화 진단부(29)는 해당 기통, 예를 들어 도 4에서 3번, 4번, 2번 실린더는 정상적으로 점화가 일어나 엔진 속도를 가속시키는 에너지원을 발생시킨 것으로 진단할 수 있다.Therefore, when comparing the comparison value for each cylinder (D1XD2) of the current cycle with the comparison value of the same cylinder (D1'XD2') of the previous cycle, the absolute value of the difference ((D1'XD2')-(D1XD2)) is set. If the value is equal to or less than (Threshold 2 ), the misfire diagnosis unit 29 generates an energy source for accelerating the engine speed by normally igniting the corresponding cylinder, for example, cylinders 3, 4, and 2 in FIG. It can be diagnosed as prescribed.

이와는 다르게, 1번 실린더의 단위 사이클 구간을 보면, 직전 사이클(도 4의 (a))에서 속도 추세선(L1)으로부터 엔진 속도 최대값과 최소값까지 거리의 곱으로 정의되는 비교값(D1'XD2')과 현재 사이클(도 4의 (b))에서의 비교값((D1XD2)이 확연히 비교될 정도로 차이가 난다. 이는 현재 사이클의 1번 실린더에서 점화가 정상적으로 점화가 이루어지지 않았다는 의미이다.On the contrary, looking at the unit cycle section of cylinder 1, the comparison value D1'XD2' is defined as the product of the distance from the speed trend line L1 to the maximum and minimum engine speed values in the previous cycle (Fig. 4A). ) And the comparison value ((D1XD2) in the current cycle (Fig. 4(b)) are clearly compared, which means that the ignition was not normally ignited in cylinder 1 of the current cycle.

이처럼 같은 동일 기통의 단위 사이클 구간의 비교값이 확연하게 차이가 나는 경우 실화 진단부(28)는 해당 기통(1번 실린더)에서 실화(Misfire)가 발생한 것으로 진단할 수 있다. 바람직하게는, 실화 진단부(28)는 기통 별 비교값(D1XD2)과 직전 사이클의 동일 기통 별 비교값(D1'XD2') 차이((D1'XD2') - (D1XD2))의 절대값이 설정 임계값(Threshold2)보다 크면 실화로 진단할 수 있다. As such, when the comparison value of the unit cycle section of the same cylinder is significantly different, the misfire diagnosis unit 28 may diagnose that a misfire has occurred in the corresponding cylinder (Cylinder 1). Preferably, the misfire diagnosis unit 28 has an absolute value of the difference ((D1'XD2')-(D1XD2)) between the comparison value for each cylinder (D1XD2) and the comparison value for the same cylinder (D1'XD2') of the previous cycle. If it is greater than the set threshold (Threshold 2 ), it can be diagnosed as a misfire.

한편, 직전 사이클의 동일 기통이 실화로 진단된 경우, 예를 들어 1번 실린더가 직전에 실화로 진단된 경우라면, 반대로 직전 단위 사이클 구간에서의 비교값과 현재 단위 사이클 구간에서의 비교값 차이((D1'XD2') - (D1XD2))의 절대값이 상기 임계값(Threshold2)보다 크면 정상점화로 진단하고, 임계값(Threshold2)과 같거나 작으면 연속실화로 진단할 수 있다.On the other hand, if the same cylinder of the previous cycle is diagnosed as a misfire, for example, if cylinder 1 was diagnosed as a misfire immediately before, the difference between the comparison value in the previous unit cycle section and the comparison value in the current unit cycle section ( If the absolute value of (D1'XD2')-(D1XD2)) is greater than the threshold value (Threshold 2 ), it is diagnosed as normal ignition, and if it is equal to or less than the threshold value (Threshold 2 ), it can be diagnosed as continuous misfire.

직전 단위 사이클 구간의 특정 기통에서 실화가 발생하고 현재 단위 사이클 구간에서 동일 기통이 다시 정상점화로 돌아오면 직전이 정상점화이고 현재 실화인 경우(도 4의 1번 기통)와는 반대로, 비교값 차이((D1'XD2') - (D1XD2))의 절대값이 상대적으로 크고, 두 단위 사이클 구간에서 연속해서 실화가 발생하면 상기 비교값 차이((D1'XD2') - (D1XD2))의 절대값이 상대적으로 작기 때문이다.If a misfire occurs in a specific cylinder in the previous unit cycle section and the same cylinder returns to normal ignition in the current unit cycle section, the comparison value difference (as opposed to the case where the previous is normal ignition and the current misfire (cylinder 1 in Fig. 4)) occurs. If the absolute value of (D1'XD2')-(D1XD2)) is relatively large, and a misfire occurs continuously in two unit cycle intervals, the absolute value of the comparison value difference ((D1'XD2')-(D1XD2)) is Because it is relatively small.

이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치는, 기통 별로 구분하여 엔진 속도 최대값과 최소값으로부터 속도 추세선(L1)까지 최단 거리의 곱으로 정의되는 비교값을 임계값과 비교하거나, 직전 사이클에서 추출된 동일 기통의 비교값과 비교하여 실화 여부를 진단함으로써, 실화 발생 여부는 물론, 실화가 발생한 기통, 즉 실린더 위치까지 정확하게 진단 및 검출해낼 수 있다.As described above, the apparatus for diagnosing misfire of a multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention compares the comparison value defined as the product of the shortest distance from the maximum engine speed and the minimum value to the speed trend line L1 by classifying each cylinder with a threshold value, or By diagnosing whether a misfire occurs by comparing the comparison value of the same cylinder extracted in the previous cycle, it is possible to accurately diagnose and detect not only the misfire, but also the cylinder where the misfire has occurred, that is, the position of the cylinder.

이하, 전술한 일 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치에 의해 수행되는 다기통 엔진에 대한 실화 진단 과정을 도 5의 순서도를 참조하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, a process of diagnosing a misfire for a multi-cylinder engine performed by the apparatus for diagnosing misfire of a multi-cylinder engine according to the above-described exemplary embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 5.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 구성은 해당 참조번호를 언급하여 설명하기로 한다.5 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a misfire of a multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention. For convenience of explanation, the configuration shown in FIG. 1 will be described with reference to the corresponding reference number.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치에 의해 행해지는 실화 진단은, 선형 추세 제거단계(S100), 속도 추세선 생성단계(S200), 거리 계산단계(S300) 및 실화 진단단계(S400)를 거쳐 행해진다. 이하 각 단계에서 행해지는 연산 또는 처리 과정을 구체적으로 살펴보기로 한다.5, the misfire diagnosis performed by the misfire diagnosis apparatus of a multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention includes a linear trend removal step (S100), a speed trend line generation step (S200), and a distance calculation step (S300). And a misfire diagnosis step (S400). Hereinafter, the operation or processing performed in each step will be described in detail.

선형 추세 제거단계(S100)에서는 한 사이클 동안 타겟 휠(40)의 회전을 검출하여 크랭크각 센서(10)가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)한다. 크랭크각 센서가 출력하는 신호 데이터에서 선형 추세를 제거하지 않으면, 정상 점화에서 발생한 오버슈트(Overshoot)가 실화가 발생한 기통, 즉 실린더의 엔진 속도 변동에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. In the linear trend removal step S100, the rotation of the target wheel 40 is detected during one cycle, and a linear trend is removed from the tooth signal output from the crank angle sensor 10 (Linear Detrend). This is because, if the linear trend is not removed from the signal data output from the crank angle sensor, the overshoot occurring in normal ignition can affect the engine speed fluctuation of the cylinder where the misfire occurs, that is, the cylinder.

경우에 따라 선형 추세 제거단계(S100)에는, 크랭크각 센서(10)의 투스 신호를 일정한 간격으로 추려 처리할 신호 데이터의 양을 줄이고, 이를 통해 제어기가 부담해야 할 연산 부하를 크게 경감시키는 다운 샘플링 과정이 포함될 수 있다. 이 경우 최대 다운 샘플링은 기통 별 흡기행정 초기와 배기행정 말기, 그리고 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 위치에서만 투스 신호를 수집하는 경우일 수 있다.In some cases, in the linear trend removal step (S100), the tooth signal of the crank angle sensor 10 is extracted at regular intervals to reduce the amount of signal data to be processed, thereby greatly reducing the computational load that the controller has to bear. The process may be included. In this case, the maximum down-sampling may be a case where the tooth signal is collected only at the beginning of the intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder, and only the positions where the maximum and minimum engine speed values appear.

속도 추세선 생성단계(S200)에서는 상기 S100단계를 통해 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 속도 추세선을 생성하는 작업이 수행된다. 예를 들어, 4기통 엔진일 경우 한 사이클에서 기통 별로 총 4개의 속도 추세선을 생성한다. 물론 4기통 엔진으로 국한되는 것은 아니며, 엔진은 2기통 이상 다기통 엔진일 수 있다.In the speed trend line generation step (S200), a task of generating a speed trend line for each cylinder is performed using the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed through the step S100. For example, in the case of a four-cylinder engine, a total of four speed trend lines are generated for each cylinder in one cycle. Of course, it is not limited to a four-cylinder engine, and the engine may be a two or more multi-cylinder engine.

속도 추세선 생성에 필요한 투스 신호를 수집하는 상기 두 특정 위치는 바람직하게, 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠의 회전위치일 수 있다. 예를 들어, 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진일 경우 한 사이클에서 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하는 타겟 휠의 회전위치일 수 있다.The two specific positions for collecting the tooth signal required for generating the speed trend line may be preferably the rotational positions of the target wheel set corresponding to the crankshaft rotational positions at the beginning of the suction stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder. For example, in the case of a four-cylinder engine having four cylinders, it may be the rotational position of the target wheel corresponding to the crankshaft rotational position at the beginning of the intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder in one cycle.

거리 계산단계(S300)에서는 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 상기 속도 추세선 생성에 필요한 투스 신호를 수집하는 위치와는 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값을 계산하고, 계산된 엔진 속도 최대값과 최소값 각각으로부터 상기 속도 추세선까지의 최단 거리(D1, D2)를 계산한다. In the distance calculation step (S300), the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are calculated by using the tooth signals at two specific positions different from the position at which the tooth signals required for generating the speed trend line are collected among the tooth signals from which the linear trend has been removed. , From each of the calculated engine speed maximum and minimum values, the shortest distances D1 and D2 to the speed trend line are calculated.

마찬가지로, 4기통 엔진일 경우를 예로 들면, 한 사이클에서 기통 별로 2개씩 총 8개의 최단 거리값을 생성할 수 있다. Similarly, in the case of a four-cylinder engine as an example, a total of eight shortest distance values can be generated, two for each cylinder in one cycle.

최단 거리(D1, D2) 계산에 필요한 투스 신호를 수집하는 다른 두 특정 위치는 바람직하게, 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠(40)의 회전위치로서, 동일한 모사 환경의 시뮬레이션이나 반복 실험을 통해 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠 회전위치를 구하고, 구해진 회전위치의 평균값을 도출하여 기통 별로 설정한 고정값일 수 있다.The other two specific positions for collecting the tooth signal required for the calculation of the shortest distance (D1, D2) are preferably the rotational positions of the target wheel 40 at which the maximum and minimum engine speed values per cylinder appear, and simulation or repetition of the same simulation environment Through an experiment, a target wheel rotation position at which the maximum and minimum engine speed values for each cylinder appear, and the average value of the obtained rotation positions may be derived, and may be a fixed value set for each cylinder.

물론, 속도 극값 추출을 위한 타겟 휠(40)의 회전 위치를 고정값으로 사용하는 것에 국한되는 것은 아니다. 연소 특성상 사이클마다 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠(40)의 회전위치가 약간씩 변동될 수 있기 때문에, 매 사이클마다 기통 별 타겟 휠(40)의 각속도가 최대가 되는 위치와 최소가 되는 위치의 투스 신호로부터 기통 별 속도 극값을 추출할 수도 있다.Of course, it is not limited to using the rotational position of the target wheel 40 for extracting the extreme speed value as a fixed value. Because the rotational position of the target wheel 40 at which the maximum and minimum engine speed values appear for each cycle may vary slightly due to combustion characteristics, the position at which the angular speed of the target wheel 40 for each cylinder is the maximum and the minimum at each cycle It is also possible to extract the velocity extreme value for each cylinder from the tooth signal of.

실화 진단단계(S400)에는 상기 S300 단계에서 계산된 기통 별 두 최단 거리(D1, D2)에 관한 정보를 이용하여 기통 별 실화여부를 진단한다. 좀 더 구체적으로는, 기통 별 최단 거리(D1, D2)에 관한 정보로부터 두 최단 거리(D1, D2)의 곱으로 정의되는 비교값(D1XD2)을 산출하고, 산출된 비교값(D1XD2)을 분석하여 한 사이클 동안의 기통 별 실화여부를 진단한다.In the misfire diagnosis step (S400), the misfire for each cylinder is diagnosed using the information on the two shortest distances (D1, D2) for each cylinder calculated in the step S300. More specifically, a comparison value (D1XD2) defined as the product of two shortest distances (D1, D2) is calculated from the information on the shortest distance (D1, D2) per cylinder, and the calculated comparison value (D1XD2) is analyzed. It diagnoses whether or not there is a misfire for each cylinder during one cycle.

바람직하게는, 기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 상기 비교값(D1XD2)을 기록장치에 미리 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold1)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하거나, 기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 상기 비교값(D1XD2)을 직전 사이클에서 같은 방법으로 구해진 동일 기통의 이전 비교값(D1'XD2')과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다. Preferably, the comparison value (D1XD2), which is defined as the product of the two shortest distances per cylinder, is compared with the threshold value for each cylinder (Threshold 1 ) previously mapped to the recording device to diagnose whether or not it is misfired for each cylinder, or the two shortest distances per cylinder. The comparison value D1XD2 defined as the product of the distance may be compared with the previous comparison value D1'XD2' of the same cylinder obtained by the same method in the previous cycle to diagnose whether or not misfire for each cylinder.

비교값(D1XD2)을 이전 비교값(D1'XD2')와 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 경우 바람직하게는, 이전 비교값(D1'XD2')과 상기 비교값(D1XD2)의 차이((D1'XD2') - (D1XD2))를 기록장치에 맵핑된 임계값(Threshold2)과 비교함으로써 기통 별 실화여부를 정확하게 진단할 수 있다.When comparing the comparison value (D1XD2) with the previous comparison value (D1'XD2') and diagnosing whether there is a misfire for each cylinder, preferably, the difference between the previous comparison value (D1'XD2') and the comparison value (D1XD2) (( By comparing D1'XD2')-(D1XD2)) with the threshold value (Threshold 2 ) mapped to the recording device, it is possible to accurately diagnose the misfire for each cylinder.

정상점화에서는 기통 별 폭발행정에서 엔진 속도를 가속시키는 에너지원이 발생한다. 때문에 속도 추세선(L1)에 대한 엔진 속도 최대값과 최소값 사이의 거리로부터 계산되는 비교값(D1XD2)이 비교적 작다. 4기통 엔진일 경우, 정해진 순서(1번(Cyl 1)-3번(Cyl 3)-4번(Cyl 4)-2번(Cyl 2) 기통(실린더) 순으로 폭발(팽창 연소)이 정상적으로 일어나면 전체적인 엔진 속도 변동폭이 크지 않기 때문이다.In normal ignition, an energy source that accelerates the engine speed is generated in the explosion stroke for each cylinder. Therefore, the comparison value D1XD2 calculated from the distance between the maximum and minimum engine speed values with respect to the speed trend line L1 is relatively small. In the case of a four-cylinder engine, if explosion (expansion combustion) occurs normally in the order of the specified order (No. 1 (Cyl 1)-3 (Cyl 3)-4 (Cyl 4)-2 (Cyl 2))) This is because the overall engine speed fluctuations are not large.

반면, 실화가 발생하면 상기 비교값(D1XD2)은 정상점화 시(도 3에서 1번, 4번, 2번 실린더)와 비교해 뚜렷하게 큰 폭으로 나타난다(도 3에서 3번 실린더의 단위 사이클 구간). 특정 기통(도 3에서 3번 실린더)에서 실화가 발생하면 폭발에 의한 에너지 추가가 없는 것이므로 해당 기통의 엔진 속도 변동폭이 다른 기통에 비해 상대적으로 커질 수 밖에 없다.On the other hand, when a misfire occurs, the comparison value D1XD2 appears in a distinctly large width compared to the normal ignition (cylinders 1, 4, and 2 in FIG. 3) (unit cycle section of cylinder 3 in FIG. 3). When a misfire occurs in a specific cylinder (cylinder 3 in FIG. 3), there is no energy added by the explosion, so the engine speed fluctuation range of the cylinder is inevitably larger than that of other cylinders.

따라서 전술한 기통 별 상기 비교값(D1XD2)을 분석하면 실화(Misfire) 발생 여부는 물론, 몇 번 실린더에 실화가 발생한 것인지를 정확하게 진단할 수 있다. 본 발명은 이처럼 실화 발생 여부에 따라 기통 별 속도 추세선에 대한 엔진 속도 최대값과 최소값의 최단 거리의 곱으로 정의되는 비교값(D1XD2)이 뚜렷하게 다른 양상으로 나타나는 점을 이용하여 실화 여부를 진단하는 것이다.Therefore, by analyzing the comparison value D1XD2 for each cylinder described above, it is possible to accurately diagnose whether a misfire has occurred, as well as how many times a misfire has occurred in the cylinder. The present invention diagnoses whether a misfire occurs by using the fact that the comparison value (D1XD2) defined as the product of the shortest distance of the maximum engine speed and the minimum value to the speed trend line for each cylinder appears in distinctly different patterns depending on whether a misfire occurs. .

이상에서 살펴본 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 정상점화와 실화를 명확하게 구분할 수 있는 엔진 특성에 관한 몇 가지 정보(크랭크각 센서의 출력 신호로 알 수 있는 기통 별 흡입행정 초기 엔진 속도와 배기행정 말기 엔진 속도, 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값)만을 이용하여 실화(Misfire) 여부를 진단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention discussed above, some information on engine characteristics that can clearly distinguish between normal firing and misfire (intake stroke for each cylinder determined by the output signal of the crank angle sensor, initial engine speed and exhaust stroke) Misfire can be diagnosed using only the end-stage engine speed and the maximum and minimum engine speed values for each cylinder.

즉 실화 여부를 명확하게 판단할 수 있는 최소한의 주요 정보만을 가지고 실화를 진단/검출함으로써, 실화 진단/검출을 위한 프로세스를 단순화하면서도 정확도 높은 실화 진단/검출이 가능하며, 별도의 하드웨어적인 추가 구성 없이도 소프트웨어만으로 구현이 가능하므로 개발비용이 저렴하다는 장점이 있다.In other words, by diagnosing/detecting a true story with only the minimum main information that can clearly determine whether a true story has been made, it is possible to diagnose and detect a true story with high accuracy while simplifying the process for diagnosing/detecting a true story, and without additional hardware configuration. Since it can be implemented only with software, it has the advantage of low development cost.

더욱이, 엔진 속도 최대값 및 최소값과 속도 추세선 사이의 최단 거리로부터 계산되는 비교값을 임계값과 비교하거나, 직전 사이클에서 추출된 동일 기통의 이전 비교값과 비교하여 실화 여부를 진단함으로써, 실화 발생 여부는 물론, 실화가 발생한 기통, 즉 실린더 위치까지 정확하게 진단 및 검출해낼 수 있다는 장점이 있다.Moreover, by comparing the comparison value calculated from the shortest distance between the maximum and minimum engine speed values and the speed trend line with a threshold value, or by comparing the previous comparison value of the same cylinder extracted from the previous cycle to diagnose whether a misfire has occurred or not. Of course, there is an advantage of being able to accurately diagnose and detect the cylinder position where the misfire occurred.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치를 개략 도시한 개념도로서, 이를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치에 대해 살펴보기로 하되, 전술한 일 실시 예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 부여하기로 한다.6 is a conceptual diagram schematically showing an apparatus for diagnosing a misfire of a multi-cylinder engine according to another embodiment of the present invention, and referring to this, a misfire diagnosis apparatus for a multi-cylinder engine according to another embodiment of the present invention will be described. The same reference numerals are assigned to the same components as in the above-described embodiment.

먼저, 본 발명의 다른 실시 예를 설명함에 있어 사용되는 주요 용어에 대한 의미부터 간단하게 살펴보기로 한다.First, the meaning of the main terms used in describing another embodiment of the present invention will be briefly described.

본 발명의 다른 실시 예를 설명함에 있어 사용되는 용어 중 「한 사이클」은 전술한 일 실시 예와 마찬가지로, 엔진 크랭크축이 두 바퀴(720ㅀ) 회전하는 구간으로서, 각 기통마다 흡입-압축-폭발(연소 팽창)-배기 행정을 한 차례씩 포함하는 구간을 의미한다. 예를 들어, 4기통 엔진인 경우 4개의 기통(Cylinder)이 정해진 순서대로 흡입-압축-폭발-배기를 수행하여 상기 크랭크축을 두 바퀴(720ㅀ) 회전시키면 한 사이클이 마무리된다. Among the terms used in describing another embodiment of the present invention, "one cycle" is a section in which the engine crankshaft rotates two wheels (720ㅀ), as in the above-described embodiment, and suction-compression-explosion for each cylinder (Combustion expansion)-refers to a section that includes one exhaust stroke. For example, in the case of a four-cylinder engine, four cylinders perform suction-compression-explosion-exhaust in a predetermined order, and rotate the crankshaft two turns (720°) to complete one cycle.

그리고 「속도 증감 」은 전술한 한 사이클 동안 크랭크축의 회전각도 혹은 회전위치를 검출하는 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호로부터 계산되는 두 엔진 속도의 차이를 의미하는 것으로, 여기서 「두 특정 위치」는 기통 별 시작과(흡입행정 초기) 종료(배기행정 말기) 시점 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠의 회전위치일 수 있다.And ``speed increase or decrease'' means the difference between the two engine speeds calculated from the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals output by the crank angle sensor that detects the rotation angle or rotation position of the crankshaft during the aforementioned cycle. , Here, the "two specific positions" may be the rotational positions of the target wheel set corresponding to the crankshaft rotational positions at the start and end (end of the exhaust stroke) for each cylinder.

또한 「속도 진폭」은 전술한 한 사이클 동안 크랭크축의 회전각도 혹은 회전위치를 검출하는 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호 중 기통 별 다른 두 특정 위치의 투스 신호로부터 계산되는 두 엔진 속도의 차이를 의미한다. 이때 「다른 두 특정 위치」는 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 크랭크축 회전위치에 대응하는 타겟 휠의 회전위치일 수 있다.In addition, ``speed amplitude'' means the difference between the two engine speeds calculated from the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals output by the crank angle sensor that detects the rotation angle or rotation position of the crankshaft during the aforementioned cycle. . At this time, "the other two specific positions" may be the rotational positions of the target wheel corresponding to the crankshaft rotational positions at which the maximum and minimum engine speed values for each cylinder appear.

참고로, 투스 신호(Tooth time signal)는 엔진 크랭크축이 일정 각도 회전하는데 소요되는 시간을 의미하는 것으로, 상기 크랭크축 선단에 동심 설치된 타겟 휠(Target wheel)의 외면부 둘레에 균등 간격으로 형성되는 복수의 투스(Tooth)를 상기 크랭크각 센서(Crank shaft position sensor)가 인식하여 출력하는 신호를 의미한다.For reference, the tooth signal (Tooth time signal) refers to the time it takes for the engine crankshaft to rotate at a certain angle, and is formed at equal intervals around the outer surface of a target wheel concentrically installed at the crankshaft tip. Refers to a signal that the crank shaft position sensor recognizes and outputs a plurality of teeth.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치는, 크랭크각 센서(10)와 제어기(20')를 포함한다. 제어기(20')는 ECU일 수 있으며, 크랭크각 센서(10)는 엔진 크랭크축(30) 상의 타겟 휠(40) 주변에 배치되어 타겟 휠(40)의 회전에 따라 엔진 속도 계산에 필요한 투스 신호(Tooth time signal) 신호를 생성한다.Referring to FIG. 6, an apparatus for diagnosing misfire of a multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention includes a crank angle sensor 10 and a controller 20 ′. The controller 20' may be an ECU, and the crank angle sensor 10 is disposed around the target wheel 40 on the engine crankshaft 30, and a tooth signal required for engine speed calculation according to the rotation of the target wheel 40 (Tooth time signal) signal is generated.

타겟 휠(40)의 외주면에는 상기 크랭크축(30)의 각속도를 측정할 수 있도록 복수 개의 투스(Tooth)가 형성되어 있으며, 타겟 휠(40)이 회전할 때 상기 크랭크각 센서(20')가 상기 투스를 검출하는 시간 정보를 이용하여 제어기(20')가 상기 엔진 크랭크축(30)의 각속도를 계산한다. 그리고 계산된 각속도로부터 엔진 속도를 산출한다.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 when the target wheel 40 rotates, the crank angle sensor 20' The controller 20 ′ calculates the angular velocity of the engine crankshaft 30 using the time information for detecting the tooth. And the engine speed is calculated from the calculated angular speed.

제어기(20')는 핸드 악셀 조작(미도시)을 통한 운전자의 가속 또는 감속 요구에 맞춰 연료 인젝터(60)와 점화코일(50)의 통전상태를 제어하여 엔진 속도를 제어하는 것은 물론, 상기 크랭크각 센서(10)의 투스 타임 신호로부터 실화 분석 대상인 하나의 엔진 사이클의 엔진 속도 변화를 분석한다. 그리고 분석 결과를 이용하여 실화(Misfire) 여부를 진단한다.The controller 20' controls the engine speed by controlling the energized state of the fuel injector 60 and the ignition coil 50 according to the driver's acceleration or deceleration request through a hand accelerator operation (not shown), as well as the crank. From the tooth time signal of each sensor 10, the engine speed change of one engine cycle that is the target of misfire analysis is analyzed. And, using the analysis result, it diagnoses whether there is a misfire.

실화(Misfire)는 배경기술에서도 언급 했듯이 엔진 실린더에 분사된 연료가 연소하지 않고 그대로 외기로 배출되는 현상을 말한다. 실화가 발생하면 폭발(연소 팽창)행정에서 엔진 속도를 가속시키는 에너지원이 발생하지 않음에 따라 투스 신호(Tooth time siganal, 엔진 크랭크축이 일정 각도 회전하는데 소요되는 시간) 신호의 주기성이 훼손된다. Misfire, as mentioned in the background art, refers to a phenomenon in which fuel injected into the engine cylinder is discharged to the outside without burning. When a misfire occurs, the periodicity of the tooth signal (Tooth time siganal, the time it takes for the engine crankshaft to rotate at a certain angle) is impaired as the energy source that accelerates the engine speed is not generated in the explosion (combustion expansion) stroke.

실화는 폭발 행정에서의 연료 미연소 -> 연소압 미생성 -> 피스톤 속도 감소 -> 크랭크축 회전 모멘텀 감소로 나타나며, 이로 인해 투스 타임이 길어지고 반대로 엔진 속도는 감소한다. 즉 실화가 발생하면 엔진을 구동시키는 에너지원이 발생하지 않는 것이므로 엔진 속도가 감소하며, 따라서 한 사이클에서의 엔진 속도를 분석하면 실화 여부를 진단할 수 있다.Misfire is caused by no combustion of fuel in the explosion stroke -> no combustion pressure -> reduction in piston speed -> reduction in crankshaft rotational momentum, resulting in a longer tooth time and a decrease in engine speed. That is, when a misfire occurs, the energy source that drives the engine does not occur, so the engine speed decreases. Therefore, by analyzing the engine speed in one cycle, it is possible to diagnose whether the misfire occurs.

본 발명 다른 실시 예는 이처럼 실화 시 나타나는 엔진 속도의 변화 특성을 이용하여 다기통 엔진에서 발생하는 실화를 정확하고 신속하게 진단/검출할 수 있도록 한 것으로, 이를 위해 본 실시 예에 적용된 제어기(20')는, 선형 추세 제거부(22)와 속도 증감 계산부(25)를 포함한다. 또한 속도 진폭 계산부(27) 및 실화 진단부(29)를 포함한다.Another embodiment of the present invention is to accurately and quickly diagnose/detect a misfire occurring in a multi-cylinder engine by using the change characteristic of engine speed that appears during a misfire. For this purpose, the controller 20' applied to the present embodiment ) Includes a linear trend removal unit 22 and a speed increase/decrease calculation unit 25. It also includes a velocity amplitude calculation unit 27 and a misfire diagnosis unit 29.

제어기를 구성하는 각부 구성에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.The configuration of each part constituting the controller will be described in more detail.

선형 추세 제거부(22)는 한 사이클 동안 상기 크랭크각 센서(10)가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)한다. 크랭크각 센서(10)가 출력하는 신호 데이터에서 선형 추세를 제거하지 않으면, 정상 점화에서 발생한 오버슈트(Overshoot)가 실화가 발생한 기통, 즉 실린더의 엔진 속도 변동에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. The linear trend removal unit 22 removes a linear trend from the tooth signal output from the crank angle sensor 10 during one cycle. This is because if the linear trend is not removed from the signal data output from the crank angle sensor 10, an overshoot occurring in normal ignition may affect the engine speed fluctuation of the cylinder where the misfire occurs, that is, the cylinder.

정상 점화에서 발생한 오버슈트(Overshoot)가 실화가 발생한 기통의 엔진 속도 변동에에 영향을 미치면, 실화 여부를 진단함에 있어 정확하고 정밀한 진단이 어려울 수 있다. 그러므로 한 사이클 동안 수집된 크랭크각 센서(10)의 출력 신호 데이터에서 선형 추세를 제거(Linear detrend)함으로써, 오버슈트가 실화 발생 실린더의 엔진 속도에 미치는 영향을 사전에 제거함이 바람직하다. If the overshoot from normal ignition affects the engine speed fluctuation of the cylinder where the misfire occurs, it may be difficult to accurately and accurately diagnose whether or not the misfire occurs. Therefore, by removing the linear trend from the output signal data of the crank angle sensor 10 collected during one cycle (Linear detrend), it is desirable to remove the effect of the overshoot on the engine speed of the misfire occurrence cylinder in advance.

한 사이클 내 모든 투스 신호에서 선형 추세를 제거한다는 것은 다른 의미로, 한 사이클 동안 모든 투스 신호로부터 산출되는 엔진 속도에서 이들 평균값을 빼는 것을 의미한다. Removing the linear trend from all tooth signals in a cycle means in a different sense, subtracting these averages from the engine speed that is calculated from all tooth signals during one cycle.

속도 증감 계산부(25)는 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 시작과 종료 시점의 엔진 속도를 추출하고, 추출된 기통 별 시작과 종료 시점의 두 엔진 속도로부터 속도 증감을 계산한다. 여기서 상기 속도 증감은, 앞서도 언급했듯이 기통 별 시작과 종료 시점의 두 엔진 속도의 차이를 의미한다. The speed increase/decrease calculation unit 25 extracts the engine speed at the start and end points for each cylinder by using the tooth signals at two specific positions per cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed, and extracts the start and end points for each cylinder. Calculate the speed increase or decrease from the engine speed. Here, the speed increase or decrease means the difference between the two engine speeds at the start and end points of each cylinder, as mentioned above.

예를 들어, 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진일 경우 한 사이클에서 기통 별로 총 4개의 속도 증감을 계산한다. 물론 4기통 엔진으로 국한되는 것은 아니며, 엔진은 2기통 이상 다기통 엔진일 수 있다.For example, in a four-cylinder engine with four cylinders, a total of four speed increases and decreases are calculated for each cylinder in one cycle. Of course, it is not limited to a four-cylinder engine, and the engine may be a two or more multi-cylinder engine.

속도 증감을 계산하는데 필요한 투스 신호를 수집하는 상기 두 특정 위치는 바람직하게, 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠(40)의 회전위치일 수 있다. 예를 들어, 4기통 엔진일 경우 한 사이클에서 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하는 타겟 휠(40)의 회전위치로 특정될 수 있다.The two specific positions for collecting the tooth signals required for calculating the speed increase or decrease may preferably be the rotational positions of the target wheel 40 set corresponding to the crankshaft rotational positions at the beginning of the suction stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder. For example, in the case of a four-cylinder engine, it may be specified as the rotational position of the target wheel 40 corresponding to the crankshaft rotational position at the beginning of the intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder in one cycle.

속도 진폭 계산부(27)는 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 상기 속도 증감을 도출하는데 필요한 투스 신호를 수집하는 위치와는 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 속도 진폭을 계산한다. 여기서 속도 진폭은 앞서도 언급했듯이 기통 별 상기 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도 중 최대값과 최소값의 차이를 의미한다.The velocity amplitude calculation unit 27 calculates the velocity amplitude for each cylinder by using the tooth signal at two specific positions different from the position at which the tooth signal required to derive the velocity increase or decrease among the tooth signals from which the linear trend is removed. Here, the speed amplitude means the difference between the maximum value and the minimum value of the engine speed calculated from the tooth signal for each cylinder, as mentioned above.

마찬가지로, 4기통 엔진일 경우를 예로 들면, 한 사이클에서 기통 별로 하나씩 총 4개의 속도 진폭을 계산한다. Similarly, in the case of a four-cylinder engine as an example, a total of four speed amplitudes are calculated, one per cylinder in one cycle.

속도 진폭 계산에 필요한 투스 신호를 수집하는 다른 두 특정 위치는 바람직하게, 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠(40)의 회전위치로서, 동일한 모사 환경의 시뮬레이션이나 반복 실험을 통해 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠 회전위치를 구하고, 구해진 회전위치의 평균값을 도출하여 기통 별로 설정한 고정값일 수 있다.The other two specific positions for collecting the tooth signal required for calculating the velocity amplitude are preferably the rotational positions of the target wheel 40 at which the maximum and minimum engine speed values for each cylinder appear, and through simulation or repeated experiments in the same simulation environment, It may be a fixed value set for each cylinder by obtaining the target wheel rotational position at which the maximum and minimum engine speed values appear, and deriving the average value of the obtained rotational positions.

물론, 속도 진폭 계산을 위한 타겟 휠(40)의 회전 위치를 고정값으로 사용하는 것에 국한되는 것은 아니다. 연소 특성상 사이클마다 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠(40)의 회전위치가 약간씩 변동될 수 있기 때문에, 매 사이클마다 기통 별 타겟 휠(40)의 각속도가 최대가 되는 위치와 최소가 되는 위치의 투스 신호로부터 기통 별 속도 진폭을 추출할 수도 있다.Of course, it is not limited to using the rotation position of the target wheel 40 for calculating the velocity amplitude as a fixed value. Because the rotational position of the target wheel 40 at which the maximum and minimum engine speed values appear for each cycle may vary slightly due to combustion characteristics, the position at which the angular speed of the target wheel 40 for each cylinder is the maximum and the minimum at each cycle It is also possible to extract the velocity amplitude for each cylinder from the tooth signal of

도 7을 참조하여 속도 증감 및 속도 진폭에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.The speed increase and decrease and the speed amplitude will be described in more detail with reference to FIG. 7.

도 7은 속도 증감 및 속도 진폭을 설명하기 위한 예시도로서, 기통 즉 실린더가 4개이고, 1번(Cyl 1)-3번(Cyl 3)-4번(Cyl 4)-2번(Cyl 2) 기통(실린더) 순으로 연소가 이루어지는 4기통 엔진에서 크랭크각 센서(10)가 출력하는 투스 신호를 기통 별로 구분하여 크랭크축 회전각도 변화(x축 방향)에 따른 엔진 속도 변화량(y축 방향)으로 나타낸 엔진 속도 커브이다. 7 is an exemplary diagram for explaining the speed increase/decrease and the speed amplitude, there are four cylinders, that is, the number 1 (Cyl 1) -3 (Cyl 3) -4 (Cyl 4) -2 (Cyl 2) In a four-cylinder engine in which combustion is performed in the order of cylinders (cylinders), the tooth signal output from the crank angle sensor 10 is classified for each cylinder as the engine speed change (y-axis direction) according to the crankshaft rotation angle change (x-axis direction). This is the engine speed curve shown.

도 7을 참조하면, 속도 증감(D3)은 기통 별 흡입행정 초기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC1_rpm) 성분과 타겟 휠(40)의 회전위치 성분을 포함하는 속도 커브 상의 한 점(TDC1)과, 기통 별 배기행정 말기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC3_rpm) 성분과 타겟 휠(40)의 회전위치 성분을 포함하는 속도 커브 상의 다른 한 점(TDC3)의 차이로부터 계산될 수 있다.Referring to FIG. 7, the speed increase/decrease (D3) is a point (TDC1) on the speed curve including the engine speed (TDC1_rpm) component calculated from the tooth signal at the initial stage of the intake stroke for each cylinder and the rotation position component of the target wheel 40. And, it can be calculated from the difference between the engine speed (TDC3_rpm) component calculated from the tooth signal at the end of the exhaust stroke for each cylinder and another point (TDC3) on the speed curve including the rotational position component of the target wheel 40.

즉 속도 증감(D3)은 도 3의 엔진 속도 커브 상에서 기통 별 시작(흡입행정 초기, TDC1) 시점의 엔진 속도와 종료(배기행정 말기, TDC3) 시점의 엔진 속도 간 차이를 의미하는 것으로, 도 7에서 기통 별 TDC1과 TDC3 사이의 y축 방향 직선 거리로 특정될 수 있다.That is, the speed increase or decrease (D3) refers to the difference between the engine speed at the start (at the beginning of the suction stroke, TDC1) and the engine speed at the end (end of the exhaust stroke, TDC3) for each cylinder on the engine speed curve of FIG. It can be specified as a linear distance in the y-axis direction between TDC1 and TDC3 per cylinder.

그리고 속도 진폭(D4)은 기통 별 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도 관련 정보 중 기통 별 엔진 속도 최대값(rpmmax)에서 최소값(rpmmin) 간 차이를 의미하는 것으로, 도 7에서 기통 별 엔진 속도 최대값(rpmmax) 지점과 최소값(rpmmin)이 나타나는 지점 사이의 y축 방향 직선 거리로 특정될 수 있다.In addition, the speed amplitude (D4) refers to the difference between the maximum engine speed value (rpm max ) per cylinder and the minimum value (rpm min ) among engine speed-related information calculated from the tooth signal per cylinder. It may be specified as a linear distance in the y-axis direction between the point at which the value (rpm max ) and the point at which the minimum value (rpm min ) appears.

실화 진단부(28)에서는 속도 증감 계산부(25)에 의해 도출된 기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭 계산부(27)에 의해 도출된 기통 별 속도 진폭(D4)의 차이, 즉 D3와 D4의 차이를 분석하여 기통 별 실화여부를 진단한다. 일 예로서, D3과 D4의 차이를 기록장치에 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.In the misfire diagnosis unit 28, the difference between the velocity increase/decrease D3 for each cylinder derived by the speed increase/decrease calculation unit 25 and the velocity amplitude D4 for each cylinder derived by the velocity amplitude calculation unit 27, that is, D3 and Analyze the difference between D4 and diagnose whether or not it is misfired by cylinder. As an example, by comparing the difference between D3 and D4 with a threshold for each cylinder mapped to a recording device, it is possible to diagnose whether or not a misfire per cylinder.

다른 예로서, 실화 진단부(28)는 이후 참조될 도 8의 예시와 같이, 기통 별 D3과 D4의 차이(D4 - D3)와 직전 한 사이클에서 같은 방법으로 구해진 동일 기통의 D3'과 D4'의 차이(D4' - D3')를 비교 분석하여 기통 별 실화여부를 진단할 수도 있다. As another example, the misfire diagnosis unit 28 includes the difference between D3 and D4 for each cylinder (D4-D3) and D3' and D4' of the same cylinder obtained by the same method in the previous cycle, as illustrated in FIG. 8 to be referred to later. By comparing and analyzing the difference of (D4'-D3'), it is also possible to diagnose whether or not the misfires for each cylinder.

정상점화에서는 기통 별 폭발행정에서 엔진 속도를 가속시키는 에너지원이 발생한다. 때문에 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값의 차이인 속도 진폭(D4)이 기통 별 시작과 종료 시점의 엔진 속도 차이인 속도 증감(D3)의 차이(D4 - D3)가 상대적으로 작다. 4기통 엔진일 경우, 정해진 순서(1번(Cyl 1)-3번(Cyl 3)-4번(Cyl 4)-2번(Cyl 2) 기통(실린더) 순으로 폭발(팽창 연소)이 정상적으로 일어나면 전체적인 엔진 속도 변동폭이 크지 않기 때문이다.In normal ignition, an energy source that accelerates the engine speed is generated in the explosion stroke for each cylinder. Therefore, the difference (D4-D3) between the speed amplitude (D4), which is the difference between the maximum and minimum engine speed values for each cylinder, is the difference (D4-D3), which is the difference between the engine speed at the start and end of each cylinder, is relatively small. In the case of a four-cylinder engine, if explosion (expansion combustion) occurs normally in the order of the specified order (No. 1 (Cyl 1)-3 (Cyl 3)-4 (Cyl 4)-2 (Cyl 2))) This is because the overall engine speed fluctuations are not large.

반면, 실화가 발생하면 상기 D4 - D3은 정상점화 시(도 7에서 1번, 4번, 2번 실린더)와 비교해 뚜렷하게 큰 폭으로 나타난다(도 7에서 3번 실린더의 단위 사이클 구간). 특정 기통(도 7에서 3번 실린더)에서 실화가 발생하면 폭발에 의한 에너지 추가가 없는 것이므로 해당 기통의 엔진 속도 진폭(D4)은 다른 기통에 비해 상대적으로 커질 수 밖에 없다.On the other hand, when a misfire occurs, the D4-D3 appear to have a distinctly large width compared to the normal ignition (cylinders 1, 4, and 2 in FIG. 7) (unit cycle section of cylinder 3 in FIG. 7). When a misfire occurs in a specific cylinder (cylinder 3 in FIG. 7), since there is no energy addition due to the explosion, the engine speed amplitude (D4) of the cylinder is bound to be relatively large compared to the other cylinders.

따라서 전술한 기통 별 상기 D4 - D3을 분석하면 실화(Misfire) 발생 여부는 물론, 몇 번 실린더에 실화가 발생한 것인지를 정확하게 진단할 수 있다. 본 발명은 이처럼 실화 발생 여부에 따라 기통 별 엔진 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이가 뚜렷하게 다른 양상으로 나타나는 점을 이용하여 실화 여부를 진단하는 것이다.Therefore, by analyzing the above-described D4-D3 for each cylinder, it is possible to accurately diagnose whether a misfire has occurred, as well as how many times a misfire has occurred in the cylinder. The present invention diagnoses whether a misfire occurs by using the fact that the difference between the engine speed increase/decrease D3 and the speed amplitude D4 for each cylinder appears in distinctly different patterns depending on whether a misfire occurs.

도 8은 실화 진단부에 의해 수행되는 실화 진단 방법 중에서 현재 사이클에서 기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이를 직전 사이클에서 같은 방법으로 구해진 동일 기통의 속도 증감(D3')과 속도 진폭(D4')의 차이와 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.8 shows the difference between the speed increase/decrease (D3) and the speed amplitude (D4) for each cylinder in the current cycle among the misfire diagnosis methods performed by the misfire diagnosis unit, and the speed increase/decrease (D3') of the same cylinder obtained by the same method in the previous cycle. It is a diagram for explaining the process of diagnosing whether or not misfire for each cylinder is compared with the difference in the velocity amplitude (D4').

도 8의 (a)는 직전 한 사이클 동안 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호를 기통 별로 구분하여 크랭크축 회전각도 변화에 따른 엔진 속도 변화량으로 나타낸 엔진 속도 커브이고, 도 8의 (b)는 현재 한 사이클 동안 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호를 기통 별로 구분하여 크랭크축 회전각도 변화에 따른 엔진 속도 변화량으로 나타낸 엔진 속도 커브이다.Figure 8 (a) is an engine speed curve showing the amount of change in engine speed according to the crankshaft rotation angle change by dividing the tooth signal output by the crank angle sensor for each cylinder during the previous cycle, and Figure 8 (b) is It is an engine speed curve expressed as the amount of engine speed change according to the crankshaft rotation angle change by dividing the tooth signal output from the crank angle sensor during the cycle by cylinder.

도 8 및 앞선 도 7을 함께 참조하면, 앞서도 언급했듯이 정상점화에서는 기통 별 폭발행정에서 엔진 속도를 가속시키는 에너지원이 발생하기 때문에 기통 별 엔진 속도 진폭이 작고 따라서 속도 증감과 속도 진폭 간 차이(D4 - D3)도 상대적으로 작다. 반면, 폭발에 의한 에너지 추가가 없는 실화에서는 속도 진폭이 커지기 때문에 상기 차이(D4 - D3)도 상대적으로 커진다. Referring to FIG. 8 and FIG. 7 together, as mentioned above, in normal ignition, since an energy source that accelerates the engine speed is generated in the explosion stroke for each cylinder, the engine speed amplitude for each cylinder is small, and thus the difference between the speed increase and decrease and the speed amplitude (D4 -D3) is also relatively small. On the other hand, in a true story without the addition of energy due to an explosion, since the velocity amplitude increases, the difference (D4-D3) is also relatively large.

도 8에서 1번 실린더의 단위 사이클 구간을 제외한 구간(3번, 4번, 2번 실린더의 단위 사이클 구간)을 보면, 직전 사이클(도 8의 (a))에서의 D3'와 D4' 간 차이와 현재 사이클(도 8의 (b))에서 D3와 D4 간 차이를 동일 기통 별로 비교해 보면, 기통 별 D3'와 D4'의 차이와 D3와 D4 간 차이가 크지 않는 것을 직관적으로 알 수 있다. 8, the difference between D3' and D4' in the previous cycle (Fig. 8(a)) excluding the unit cycle section of cylinder 1 (unit cycle section of cylinder 3, 4, and 2). When comparing the difference between D3 and D4 by the same cylinder in the current cycle (Fig. 8(b)), it can be intuitively seen that the difference between D3' and D4' for each cylinder and between D3 and D4 is not large.

따라서 현재 사이클의 기통 별 D3와 D4 간 차이와 직전 사이클의 동일 기통 D3'와 D4' 간 차이를 상호 비교했을 때, D3와 D4 간 차이가 직전 사이클의 D3'와 D4' 간 차이와 비슷하거나 설정된 오차 범위 이내인 경우 상기 실화 진단부(28)는 해당 기통, 예를 들어 도 4에서 3번, 4번, 2번 실린더는 정상적으로 점화가 일어난 것으로 진단할 수 있다.Therefore, when comparing the difference between D3 and D4 for each cylinder of the current cycle and the difference between D3' and D4' of the same cylinder of the previous cycle, the difference between D3 and D4 is similar to or set to the difference between D3' and D4' of the previous cycle. When within the error range, the misfire diagnosis unit 28 may diagnose that the cylinder, for example, cylinders 3, 4, and 2 in FIG. 4 normally ignites.

이와는 다르게, 도 8에서 1번 실린더의 단위 사이클 구간을 보면, 직전 사이클(도 8의 (a))에서 D3'와 D4' 간 차이에 비하여 현재 사이클(도 8의 (b))에서의 D3와 D4 간 차이가 확연히 비교될 정도로 커진 것을 알 수 있다. 이는 다시 말해 현재 사이클에서 1번 실린더가 정상적으로 폭발하지 못해 엔진 속도를 가속시키는 에너지원을 발생시키지 못한 것으로 해석할 수 있다.In contrast, looking at the unit cycle section of cylinder 1 in FIG. 8, compared to the difference between D3' and D4' in the previous cycle (FIG. 8(a)), D3 and D3 in the current cycle (FIG. 8(b)) It can be seen that the difference between D4s has grown to a degree that can be clearly compared. In other words, it can be interpreted that in the current cycle, cylinder 1 did not explode normally and thus did not generate an energy source that accelerates the engine speed.

따라서 이처럼 직전 사이클(도 8의 (a))에서의 D3'와 D4' 간 차이와 현재 사이클(도 8의 (b))에서 D3와 D4 간 확연한 차이가 있는 경우 실화 진단부(28)는 해당 기통(1번 실린더)에서 실화(Misfire)가 발생한 것으로 진단할 수 있다. 바람직하게는, 기통 별 D4 - D3과 D4' - D3' 간 차이의 절대값(|(D4' - D3') - (D4 - D3)|)이 기 설정된 임계값(Threshold)보다 크면 실화로 진단하도록 구성할 수 있다.Therefore, if there is a difference between D3' and D4' in the previous cycle (Fig. 8(a)) and a clear difference between D3 and D4 in the current cycle (Fig. 8(b)), the misfire diagnosis unit 28 It can be diagnosed that a misfire has occurred in the cylinder (Cylinder 1). Preferably, if the absolute value of the difference between D4-D3 and D4'-D3' for each cylinder (|(D4'-D3')-(D4-D3)|) is greater than a preset threshold, it is diagnosed as a misfire. Can be configured to

한편, 직전 사이클의 동일 기통이 실화로 진단된 경우, 예를 들어 1번 실린더가 직전에 실화로 진단된 경우라면, 반대로 직전 단위 사이클 구간에서의 D4' - D3'과 현재 단위 사이클 구간에서의 D4 - D3 간 차이의 절대값(|(D4' - D3') - (D4 - D3)|)이 기 설정된 임계값(Threshold)보다 크면 정상점화로 진단하고, 임계값(Threshold)과 같거나 작으면 연속실화로 진단할 수 있다.On the other hand, if the same cylinder in the previous cycle is diagnosed as a misfire, for example, if cylinder 1 was diagnosed as a misfire immediately before, on the contrary, D4'-D3' in the previous unit cycle section and D4 in the current unit cycle section. -If the absolute value of the difference between D3 (|(D4'-D3')-(D4-D3)|) is greater than the preset threshold, it is diagnosed as normal ignition, and if it is equal to or less than the threshold, It can be diagnosed as continuous misfire.

이처럼 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치는, 기통 별로 구분하여 기통 별 시작과 종료 시점의 엔진 속도 차이를 의미하는 속도 증감과 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값의 차이를 의미하는 속도 진폭을 비교하여 실화 여부를 진단함으로써, 실화 발생 여부는 물론, 실화가 발생한 기통, 즉 실린더 위치까지 정확하게 진단 및 검출해낼 수 있다.As described above, the misfire diagnosis apparatus of a multi-cylinder engine according to another embodiment of the present invention refers to a difference between a maximum value and a minimum value of an engine speed for each cylinder and a speed increase or decrease, which means the difference in engine speed at the start and end points of each cylinder. By diagnosing whether or not a misfire has occurred by comparing the speed amplitudes, it is possible to accurately diagnose and detect not only the misfire, but also the cylinder where the misfire has occurred, that is, the position of the cylinder.

이하, 전술한 다른 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치에 의해 수행되는 다기통 엔진에 대한 실화 진단 과정을 도 9의 순서도를 참조하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, a misfire diagnosis process for a multi-cylinder engine performed by the misfire diagnosis apparatus for a multi-cylinder engine according to another embodiment described above will be described with reference to the flowchart of FIG. 9.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 설명의 편의를 위해 도 6에 도시된 구성은 해당 참조번호를 언급하여 설펴하기로 한다.9 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a misfire of a multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention. For convenience of explanation, the configuration shown in FIG. 6 will be described with reference to the corresponding reference number.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다기통 엔진의 실화 진단 장치에 의해 행해지는 실화 진단은, 선형 추세 제거단계(S100'), 속도 증감 계산단계(S200'), 속도 진폭 계산단계(S300') 및 실화 진단단계(S400')를 거쳐 행해진다. 이하 각 단계에서 행해지는 연산 또는 처리 과정을 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.9, the misfire diagnosis performed by the misfire diagnosis apparatus of a multi-cylinder engine according to another embodiment of the present invention includes a linear trend removal step (S100'), a speed increase/decrease calculation step (S200'), and a speed amplitude calculation. It is carried out through step S300' and misfire diagnosis step S400'. Hereinafter, the operation or processing performed in each step will be described in more detail.

선형 추세 제거단계(S100')에서는 한 사이클 동안 타겟 휠(40)의 회전을 검출하여 크랭크각 센서(10)가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)한다. 크랭크각 센서가 출력하는 신호 데이터에서 선형 추세를 제거하지 않으면, 정상 점화에서 발생한 오버슈트(Overshoot)가 실화가 발생한 기통, 즉 실린더의 엔진 속도 변동에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. In the linear trend removal step S100', the rotation of the target wheel 40 is detected during one cycle, and a linear trend is removed from the tooth signal output from the crank angle sensor 10 (Linear Detrend). This is because, if the linear trend is not removed from the signal data output from the crank angle sensor, the overshoot occurring in normal ignition can affect the engine speed fluctuation of the cylinder where the misfire occurs, that is, the cylinder.

경우에 따라 선형 추세 제거단계(S100')에는, 크랭크각 센서(10)의 투스 신호를 일정한 간격으로 추려 처리할 신호 데이터의 양을 줄이고, 이를 통해 제어기가 부담해야 할 연산 부하를 크게 경감시키는 다운 샘플링 과정이 포함될 수 있다. 이 경우 최대 다운 샘플링은 기통 별 흡기행정 초기와 배기행정 말기, 그리고 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 위치에서만 투스 신호를 수집하는 경우일 수 있다.In some cases, in the linear trend removal step (S100'), the tooth signal of the crank angle sensor 10 is selected at regular intervals to reduce the amount of signal data to be processed, thereby greatly reducing the computational load that the controller has to bear. A sampling process may be included. In this case, the maximum down-sampling may be a case where the tooth signal is collected only at the beginning of the intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder, and only the positions where the maximum and minimum engine speed values appear.

속도 증감 계산단계(S200')에서는 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 속도 증감을 계산하는 작업이 수행된다. 좀 더 구체적으로는, 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 시작과 종료 시점의 두 투스 신호를 이용하여 기통 별 시작과 종료 시점의 엔진 속도를 추출하고, 추출된 두 엔진 속도의 차이로부터 속도 증감을 도출한다. In the speed increase/decrease calculation step S200', a task of calculating the speed increase/decrease for each cylinder is performed using the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed. More specifically, the engine speed at the start and end points of each cylinder is extracted using the two tooth signals at the start and end points of each cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed, and the speed increases or decreases from the difference between the extracted two engine speeds. To derive.

예를 들어, 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진일 경우 한 사이클에서 기통 별로 총 4개의 속도 증감을 계산한다. For example, in a four-cylinder engine with four cylinders, a total of four speed increases and decreases are calculated for each cylinder in one cycle.

속도 증감을 계산하는데 필요한 투스 신호를 수집하는 상기 두 특정 위치는 바람직하게, 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠(40)의 회전위치일 수 있다. 예를 들어, 4기통 엔진일 경우 한 사이클에서 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축 회전위치에 대응하는 타겟 휠(40)의 회전위치로 특정될 수 있다.The two specific positions for collecting the tooth signals required for calculating the speed increase or decrease may preferably be the rotational positions of the target wheel 40 set corresponding to the crankshaft rotational positions at the beginning of the suction stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder. For example, in the case of a four-cylinder engine, it may be specified as the rotational position of the target wheel 40 corresponding to the crankshaft rotational position at the beginning of the intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder in one cycle.

속도 진폭 계산단계(S300')는 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 상기 속도 증감을 도출하는데 필요한 투스 신호를 수집하는 위치와는 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 속도 진폭을 계산한다. 여기서 속도 진폭은 앞서도 언급했듯이 기통 별 상기 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도 중 최대값과 최소값의 차이를 의미한다.In the velocity amplitude calculation step S300', the velocity amplitude for each cylinder is calculated by using the tooth signal at two specific positions different from the position at which the tooth signal required to derive the velocity increase or decrease among the tooth signals from which the linear trend is removed. Here, the speed amplitude means the difference between the maximum value and the minimum value of the engine speed calculated from the tooth signal for each cylinder, as mentioned above.

마찬가지로, 4기통 엔진일 경우를 예로 들면, 한 사이클에서 기통 별로 하나씩 총 4개의 속도 진폭을 계산한다. Similarly, in the case of a four-cylinder engine as an example, a total of four speed amplitudes are calculated, one per cylinder in one cycle.

속도 진폭 계산에 필요한 투스 신호를 수집하는 다른 두 특정 위치는 바람직하게, 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠(40)의 회전위치로서, 동일한 모사 환경의 시뮬레이션이나 반복 실험을 통해 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠 회전위치를 구하고, 구해진 회전위치의 평균값을 도출하여 기통 별로 설정한 고정값일 수 있다.The other two specific positions for collecting the tooth signal required for calculating the velocity amplitude are preferably the rotational positions of the target wheel 40 at which the maximum and minimum engine speed values for each cylinder appear, and through simulation or repeated experiments in the same simulation environment, It may be a fixed value set for each cylinder by obtaining the target wheel rotational position at which the maximum and minimum engine speed values appear, and deriving the average value of the obtained rotational positions.

물론, 속도 진폭 계산을 위한 타겟 휠(40)의 회전 위치를 고정값으로 사용하는 것에 국한되는 것은 아니다. 연소 특성상 사이클마다 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠(40)의 회전위치가 약간씩 변동될 수 있기 때문에, 매 사이클마다 기통 별 타겟 휠(40)의 각속도가 최대가 되는 위치와 최소가 되는 위치의 투스 신호로부터 기통 별 속도 진폭을 추출할 수도 있다.Of course, it is not limited to using the rotation position of the target wheel 40 for calculating the velocity amplitude as a fixed value. Because the rotational position of the target wheel 40 at which the maximum and minimum engine speed values appear for each cycle may vary slightly due to combustion characteristics, the position at which the angular speed of the target wheel 40 for each cylinder is the maximum and the minimum at each cycle It is also possible to extract the velocity amplitude for each cylinder from the tooth signal of.

마지막 단계인 실화 진단단계(S400')에서는 S200'단계에서 도출된 기통 별 속도 증감(D3)과 S300'단계에서 도출된 기통 별 속도 진폭(D4)의 차이, 즉 D3과 D4의 차이를 분석하여 기통 별 실화여부를 진단한다. 일 예로서, D3과 D4의 차이를 기록장치에 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단할 수 있다.In the final step, the misfire diagnosis step (S400'), the difference between the speed increase/decrease (D3) for each cylinder derived in step S200' and the velocity amplitude (D4) for each cylinder derived in step S300', that is, the difference between D3 and D4, is analyzed. Diagnose whether there is a misfire by cylinder As an example, by comparing the difference between D3 and D4 with a threshold for each cylinder mapped to the recording device, it is possible to diagnose whether or not a misfire for each cylinder has occurred.

다른 예로서, 실화 진단단계(S400')에서는, 앞서도 언급했듯이 기통 별 D3과 D4의 차이(D4 - D3)와 직전 한 사이클에서 같은 방법으로 구해진 동일 기통의 D3'과 D4'의 차이(D4' - D3')를 비교 분석하여 기통 별 실화여부를 진단할 수도 있다. As another example, in the misfire diagnosis step (S400'), as mentioned previously, the difference between D3 and D4 for each cylinder (D4-D3) and the difference between D3' and D4' of the same cylinder obtained by the same method in the previous cycle (D4'). -D3') can be compared and analyzed to diagnose misfire by cylinder.

정상점화에서는 기통 별 폭발행정에서 엔진 속도를 가속시키는 에너지원이 발생한다. 때문에 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값의 차이인 속도 진폭(D4)이 기통 별 시작과 종료 시점의 엔진 속도 차이인 속도 증감(D3)의 차이(D4 - D3)가 상대적으로 작다. 4기통 엔진일 경우, 정해진 순서(1번(Cyl 1)-3번(Cyl 3)-4번(Cyl 4)-2번(Cyl 2) 기통(실린더) 순으로 폭발(팽창 연소)이 정상적으로 일어나면 전체적인 엔진 속도 변동폭이 크지 않기 때문이다.In normal ignition, an energy source that accelerates the engine speed is generated in the explosion stroke for each cylinder. Therefore, the difference (D4-D3) between the speed amplitude (D4), which is the difference between the maximum and minimum engine speed values for each cylinder, is the difference (D4-D3), which is the difference between the engine speed at the start and end of each cylinder, is relatively small. In the case of a four-cylinder engine, if explosion (expansion combustion) occurs normally in the order of the specified order (No. 1 (Cyl 1)-3 (Cyl 3)-4 (Cyl 4)-2 (Cyl 2))) This is because the overall engine speed fluctuations are not large.

반면, 실화가 발생하면 상기 D4 - D3은 정상점화 시(도 7에서 1번, 4번, 2번 실린더)와 비교해 뚜렷하게 큰 폭으로 나타난다(도 7에서 3번 실린더의 단위 사이클 구간). 특정 기통(도 7에서 3번 실린더)에서 실화가 발생하면 폭발에 의한 에너지 추가가 없는 것이므로 해당 기통의 엔진 속도 진폭(D4)은 다른 기통에 비해 상대적으로 커질 수 밖에 없다.On the other hand, when a misfire occurs, the D4-D3 appear to have a distinctly large width compared to the normal ignition (cylinders 1, 4, and 2 in FIG. 7) (unit cycle section of cylinder 3 in FIG. 7). When a misfire occurs in a specific cylinder (cylinder 3 in FIG. 7), since there is no energy addition due to the explosion, the engine speed amplitude (D4) of the cylinder is bound to be relatively large compared to the other cylinders.

따라서 전술한 기통 별 상기 D4 - D3을 분석하면 실화(Misfire) 발생 여부는 물론, 몇 번 실린더에 실화가 발생한 것인지를 정확하게 진단할 수 있다. 본 발명은 이처럼 실화 발생 여부에 따라 기통 별 엔진 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이가 뚜렷하게 다른 양상으로 나타나는 점을 이용하여 실화 여부를 진단하는 것이다.Therefore, by analyzing the above-described D4-D3 for each cylinder, it is possible to accurately diagnose whether a misfire has occurred and how many times a misfire has occurred in the cylinder. The present invention diagnoses whether a misfire occurs by using the fact that the difference between the engine speed increase/decrease (D3) and the speed amplitude (D4) for each cylinder is clearly different depending on whether a misfire occurs.

이상에서 살펴본 본 발명의 다른 실시 예 역시, 정상점화와 실화를 명확하게 구분할 수 있는 엔진 특성에 관한 몇 가지 정보(크랭크각 센서의 출력 신호로 알 수 있는 기통 별 흡입행정 초기 엔진 속도와 배기행정 말기 엔진 속도, 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값)만을 이용하여 실화(Misfire) 여부를 진단할 수 있다.In another embodiment of the present invention discussed above, some information on engine characteristics that can clearly distinguish between normal firing and misfire (the initial engine speed of the intake stroke for each cylinder and the end of the exhaust stroke, which can be determined by the output signal of the crank angle sensor) Misfire can be diagnosed using only the engine speed and the maximum and minimum engine speed for each cylinder.

즉 실화 여부를 명확하게 판단할 수 있는 최소한의 주요 정보만을 가지고 실화를 진단/검출함으로써, 실화 진단/검출을 위한 프로세스를 단순화하면서도 정확도 높은 실화 진단/검출이 가능하며, 별도의 하드웨어적인 추가 구성 없이도 소프트웨어만으로 구현이 가능하므로 개발비용이 저렴하다는 장점이 있다.In other words, by diagnosing/detecting a true story with only the minimum main information that can clearly determine whether a true story has been made, it is possible to diagnose and detect a true story with high accuracy while simplifying the process for diagnosing/detecting a true story, and without additional hardware configuration. Since it can be implemented only with software, it has the advantage of low development cost.

더욱이 본 발명의 다른 실시 예는, 기통 별로 구분하여 기통 별 시작과 종료 시점의 엔진 속도 차이를 의미하는 속도 증감과 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값의 차이를 의미하는 속도 진폭을 비교하여 실화 여부를 진단함으로써, 실화 발생 여부는 물론, 실화가 발생한 기통, 즉 실린더 위치까지 정확하게 진단 및 검출해낼 수 있다는 장점이 있다.In addition, another embodiment of the present invention is divided into each cylinder by comparing the speed increase or decrease, which means the difference between the engine speed at the start and end of each cylinder, and the speed amplitude, which means the difference between the maximum and minimum engine speed values for each cylinder. By diagnosing, there is an advantage of being able to accurately diagnose and detect not only the occurrence of a misfire, but also the cylinder, that is, the position of the cylinder where the misfire has occurred.

이상의 본 발명에서는 4기통 엔진을 예로 들어 실화 발생 여부 및 실화 발생 위치를 진단하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 엔진 실화 발생 여부 및 실화 발생 실린더 진단 과정은 4기통 엔진에 한정되는 것은 아니며, 2기통 이상의 다기통 엔진, 예컨대, 6기통, 8기통, 16기통 엔진 등 다양한 종류의 엔진에 확대 적용할 수 있음은 당연하다.In the present invention, a four-cylinder engine has been described as an example to diagnose whether a misfire occurs and a misfire occurs, but the process of diagnosing a misfire occurrence and a misfire cylinder according to the present invention is not limited to a four-cylinder engine. It is natural that it can be applied to various types of engines such as multi-cylinder engines of more than cylinders, for example, six-cylinder, eight-cylinder, and 16-cylinder engines.

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 above detailed description of the present invention, only specific embodiments according thereto have been described. However, it should be understood that the present invention is not limited to a particular form mentioned in the detailed description, but rather, it is understood to include all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. Should be.

10 : 크랭크각 센서
20, 20' : 제어기
30 : 크랭크축
40 : 타켓 휠
50 : 점화코일
60 : 연료인젝터
10: crank angle sensor
20, 20': controller
30: crankshaft
40: target wheel
50: ignition coil
60: fuel injector

Claims (19)

타겟 휠의 투스(Tooth)를 인식한 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호(Tooth time signal)를 이용하여 다기통 엔진의 기통 별 실화 여부를 진단하는 방법으로서,
a) 한 사이클 동안 상기 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)하는 선형 추세 제거단계
b) 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 속도 추세선을 생성하는 속도 추세선 생성단계;
c) 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값을 계산하고, 계산된 엔진 속도 최대값과 최소값으로부터 상기 속도 추세선까지의 최단 거리(D1, D2)를 계산하는 거리 계산단계;
d) 상기 c) 단계에서 계산된 기통 별 두 최단 거리(D1, D2)로부터 비교값을 산출하고, 산출된 비교값을 분석하여 기통 별 실화여부를 진단하는 실화 진단단계;를 포함하는 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
As a method of diagnosing whether a multi-cylinder engine misfires for each cylinder by using a tooth time signal output by a crank angle sensor that recognizes the tooth of a target wheel,
a) Linear trend removal step of removing a linear trend from the tooth signal output by the crank angle sensor during one cycle
b) a speed trend line generation step of generating a speed trend line for each cylinder using the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed;
c) Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are calculated using the tooth signals at two specific positions for each cylinder, and the shortest distance from the calculated maximum and minimum engine speed values to the speed trend line A distance calculation step of calculating (D1, D2);
d) a misfire diagnosis step of calculating a comparison value from the two shortest distances (D1, D2) for each cylinder calculated in step c), and diagnosing a misfire for each cylinder by analyzing the calculated comparison value; a multi-cylinder engine comprising: How to diagnose misfire.
제 1 항에 있어서,
상기 b) 단계에서 상기 속도 추세선을 구하기 위한 두 특정 위치는 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축의 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠의 회전위치이며,
상기 c) 단계에서 다른 두 특정 위치는 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠의 회전위치인 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
The method of claim 1,
The two specific positions for obtaining the speed trend line in step b) are the rotational positions of the target wheel set corresponding to the rotational positions of the crankshafts at the beginning of the intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder,
In step c), the other two specific positions are the rotational positions of the target wheel at which the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are displayed.
제 2 항에 있어서,
상기 속도 추세선은,
기통 별 흡입행정 초기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC1_rpm) 성분과 흡입행정 초기 타겟 휠의 회전위치 성분을 포함하는 엔진 속도 커브 상의 한 점과,
기통 별 배기행정 말기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC3_rpm) 성분과 배기행정 말기 타겟 휠의 회전위치 성분을 포함하는 엔진 속도 커브 상의 다른 한 점을 지나는 직선으로 정의되는 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
The method of claim 2,
The speed trend line is,
A point on the engine speed curve including the engine speed (TDC1_rpm) component calculated from the tooth signal at the beginning of the suction stroke for each cylinder and the rotation position component of the target wheel at the beginning of the suction stroke;
Misfire diagnosis method of a multi-cylinder engine defined as a straight line passing through another point on the engine speed curve including the engine speed (TDC3_rpm) component calculated from the tooth signal at the end of the exhaust stroke for each cylinder and the rotation position component of the target wheel at the end of the exhaust stroke .
제 1 항에 있어서,
상기 d) 단계에서의 비교값은 기통 별 두 최단 거리의 곱 비교값(D1XD2)으로 정의되는 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
The method of claim 1,
The comparison value in step d) is defined as a product comparison value (D1XD2) of two shortest distances per cylinder.
제 4 항에 있어서,
상기 d) 단계에서는,
기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 상기 비교값(D1XD2)을 기록장치에 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold1)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
The method of claim 4,
In step d),
Misfire diagnosis method of a multi-cylinder engine for diagnosing misfire by cylinder by comparing the comparison value (D1XD2) defined as the product of two shortest distances per cylinder with a threshold value per cylinder mapped to a recording device (Threshold 1 ).
제 4 항에 있어서,
상기 d) 단계에서는,
기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 상기 비교값(D1XD2)을 직전 사이클에서 같은 방법으로 구해진 동일 기통의 이전 비교값(D1'XD2')과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
The method of claim 4,
In step d),
The comparison value (D1XD2), which is defined as the product of the two shortest distances per cylinder, is compared with the previous comparison value (D1'XD2') of the same cylinder obtained by the same method in the previous cycle to diagnose misfire for each cylinder. How to diagnose misfire.
제 6 항에 있어서,
상기 이전 비교값(D1'XD2')과 상기 비교값(D1XD2)의 차이((D1'XD2') - (D1XD2))를 기록장치에 맵핑된 임계값(Threshold2)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
The method of claim 6,
The difference ((D1'XD2')-(D1XD2)) between the previous comparison value (D1'XD2') and the comparison value (D1XD2) is compared with the threshold value (Threshold 2 ) mapped to the recording device to see if the cylinder is misfired. Misfire diagnosis method of a multi-cylinder engine to diagnose.
타겟 휠의 투스(Tooth)를 인식한 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호(Tooth time signal)를 이용하여 다기통 엔진의 기통 별 실화 여부를 진단하는 방법으로서,
a) 한 사이클 동안 상기 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)하는 선형 추세 제거단계;
b) 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 시작과 종료 시점의 엔진 속도를 계산하고, 계산된 기통 별 시작과 종료 시점 두 엔진 속도의 차이인 속도 증감(D3)을 계산하는 속도 증감 계산단계;
c) 선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값을 계산하고, 계산된 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값의 차이인 속도 진폭(D4)을 계산하는 속도 진폭 계산단계;
d) 상기 b) 단계에서 도출된 기통 별 속도 증감(D3)과 c) 단계에서 도출된 기통 별 속도 진폭(D4)의 차이를 분석하여 기통 별 실화 여부를 진단하는 실화 진단단계;를 포함하는 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
As a method of diagnosing whether a multi-cylinder engine misfires for each cylinder by using a tooth time signal output by a crank angle sensor that recognizes the tooth of a target wheel,
a) a linear trend removal step of removing a linear trend from the tooth signal output from the crank angle sensor during one cycle;
b) Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the engine speed at the start and end points of each cylinder is calculated using the tooth signals at two specific positions for each cylinder, and the speed increase or decrease, which is the difference between the two engine speeds at the start and end points for each cylinder. A speed increase/decrease calculation step of calculating (D3);
c) Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are calculated using the tooth signals at two specific positions for each cylinder, and the speed amplitude, which is the difference between the calculated maximum and minimum engine speed values for each cylinder ( A speed amplitude calculation step of calculating D4);
d) a misfire diagnosis step of diagnosing a misfire for each cylinder by analyzing the difference between the speed increase/decrease (D3) for each cylinder derived in step b) and the speed amplitude for each cylinder (D4) derived in step c). How to diagnose misfire of a cylinder engine.
제 8 항에 있어서,
상기 b) 단계에서의 두 특정 위치는 기통 별 흡입행정 초기 및 배기행정 말기 각각의 크랭크축의 회전위치에 대응하여 설정된 타겟 휠의 회전위치이며,
상기 c) 단계에서 다른 두 특정 위치는 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값이 나타나는 타겟 휠의 회전위치인 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
The method of claim 8,
The two specific positions in step b) are the rotational positions of the target wheel set corresponding to the rotational positions of the crankshafts at the beginning of the intake stroke and the end of the exhaust stroke for each cylinder,
In step c), the other two specific positions are the rotational positions of the target wheel at which the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are displayed.
제 1 항에 있어서,
상기 d) 단계에서는,
기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭((D4)의 차이를 기록장치에 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
The method of claim 1,
In step d),
Misfire diagnosis method of a multi-cylinder engine that diagnoses misfire for each cylinder by comparing the difference between the speed increase/decrease (D3) and the speed amplitude ((D4) for each cylinder with the threshold for each cylinder mapped to the recording device.
제 1 항에 있어서,
상기 d) 단계에서는,
기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이를 직전 사이클에서 구해진 동일 기통의 속도 증감과 속도 진폭의 차이와 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 다기통 엔진의 실화 진단 방법.
The method of claim 1,
In step d),
Misfire diagnosis method of a multi-cylinder engine by comparing the difference between speed increase/decrease (D3) and speed amplitude (D4) for each cylinder with the difference between the speed increase/decrease and speed amplitude of the same cylinder obtained in the previous cycle.
다기통 엔진의 기통 별 실화 여부를 진단하는 장치로서,
엔진 크랭크축의 타겟 휠(Target wheel) 둘레에 배치되어 엔진 속도 계산에 필요한 투스 신호(Tooth time signal)를 생성하는 크랭크각 센서;
상기 크랭크각 센서의 투스 신호로부터 한 사이클의 엔진 속도 변화를 분석하고 분석 결과를 이용하여 실화(Misfire) 여부를 진단하는 제어기;를 포함하며,
상기 제어기는,
한 사이클 동안 상기 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)하는 선형 추세 제거부와,
선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 속도 추세선을 생성하는 속도 추세선 생성부와,
선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값을 계산하고, 계산된 엔진 속도 최대값과 최소값으로부터 상기 속도 추세선까지의 최단 거리(D1, D2)를 계산하는 거리 계산부 및
상기 거리 계산부를 통해 계산된 기통 별 두 최단 거리(D1, D2)로부터 비교값을 산출하고, 산출된 비교값을 분석하여 기통 별 실화여부를 진단하는 실화 진단부를 포함하는 다기통 엔진의 실화 진단 장치.
As a device that diagnoses whether a multi-cylinder engine is misfired for each cylinder,
A crank angle sensor disposed around a target wheel of the engine crankshaft to generate a tooth time signal required for engine speed calculation;
Including; a controller that analyzes the engine speed change of one cycle from the tooth signal of the crank angle sensor and diagnoses whether a misfire occurs using the analysis result,
The controller,
A linear trend removal unit that removes a linear trend from the tooth signal output from the crank angle sensor during one cycle;
A speed trend line generator for generating a speed trend line for each cylinder using the tooth signals at two specific positions for each cylinder among the tooth signals from which the linear trend has been removed;
Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are calculated using the tooth signals at two specific positions for each cylinder, and the shortest distance from the calculated engine speed maximum and minimum values to the speed trend line (D1 , A distance calculation unit that calculates D2) and
Misfire diagnosis device for a multi-cylinder engine including a misfire diagnosis unit that calculates a comparison value from the two shortest distances (D1, D2) for each cylinder calculated through the distance calculation unit, and analyzes the calculated comparison value to diagnose misfire for each cylinder .
제 12 항에 있어서,
상기 속도 추세선 생성부는,
기통 별 흡입행정 초기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC1_rpm) 성분과 흡입행정 초기 타겟 휠의 회전위치 성분을 포함하는 엔진 속도 커브 상의 한 점과,
기통 별 배기행정 말기의 투스 신호로부터 계산되는 엔진 속도(TDC3_rpm) 성분과 배기행정 말기 타겟 휠의 회전위치 성분을 포함하는 엔진 속도 커브 상의 다른 한 점을 연결하여 상기 속도 추세선(L1)을 생성하는 다기통 엔진의 실화 진단 장치.
The method of claim 12,
The speed trend line generator,
A point on the engine speed curve including the engine speed (TDC1_rpm) component calculated from the tooth signal at the beginning of the suction stroke for each cylinder and the rotation position component of the target wheel at the beginning of the suction stroke;
The speed trend line (L1) is generated by connecting another point on the engine speed curve including the engine speed (TDC3_rpm) component calculated from the tooth signal at the end of the exhaust stroke for each cylinder and the rotation position component of the target wheel at the end of the exhaust stroke. Misfire diagnosis device for cylinder engines.
제 12 항에 있어서,
상기 실화 진단부는,
기통 별 상기 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 비교값(D1XD2)을 기록장치에 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold1)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 다기통 엔진의 실화 진단 장치.
The method of claim 12,
The misfire diagnosis unit,
The two per cylinder of cylinder-specific threshold value map the comparison value (D1XD2) is defined as the product to the recording apparatus of the shortest distance (Threshold 1) and by the diagnostic device of the multi-cylinder engine misfire diagnosing whether per cylinder misfire comparison.
제 12 항에 있어서,
상기 실화 진단부는,
기통 별 두 최단 거리의 곱으로 정의되는 비교값(D1XD2)을 직전 사이클에서 같은 방법으로 구해진 동일 기통의 이전 비교값(D1'XD2')과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 다기통 엔진의 실화 진단 장치.
The method of claim 12,
The misfire diagnosis unit,
Misfire of a multi-cylinder engine that diagnoses misfire for each cylinder by comparing the comparison value (D1XD2) defined as the product of the two shortest distances per cylinder with the previous comparison value (D1'XD2') of the same cylinder obtained by the same method in the previous cycle. Diagnostic device.
제 15 항에 있어서,
상기 실화 진단부는,
상기 이전 비교값(D1'XD2')과 상기 비교값(D1XD2)의 차이((D1'XD2') - (D1XD2))를 기록장치에 맵핑된 임계값(Threshold2)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 다기통 엔진의 실화 진단 장치.
The method of claim 15,
The misfire diagnosis unit,
The difference ((D1'XD2')-(D1XD2)) between the previous comparison value (D1'XD2') and the comparison value (D1XD2) is compared with the threshold value (Threshold 2 ) mapped to the recording device to see if the cylinder is misfired. Misfire diagnosis device of a multi-cylinder engine to diagnose.
다기통 엔진의 기통 별 실화 여부를 진단하는 장치로서,
엔진 크랭크축의 타겟 휠(Target wheel) 둘레에 배치되어 엔진 속도 계산에 필요한 투스 신호(Tooth time signal)를 생성하는 크랭크각 센서;
상기 크랭크각 센서의 투스 신호로부터 한 사이클의 엔진 속도 변화를 분석하고 분석 결과를 이용하여 실화(Misfire) 여부를 진단하는 제어기;를 포함하며,
상기 제어기는,
한 사이클 동안 상기 크랭크각 센서가 출력하는 투스 신호에서 선형 추세를 제거(Linear Detrend)하는 선형 추세 제거부와,
선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 시작과 종료 시점의 엔진 속도를 계산하고, 계산된 기통 별 시작과 종료 시점의 두 엔진 속도의 차이인 속도 증감(D3)을 계산하는 속도 증감 계산부와,
선형 추세가 제거된 투스 신호 중 기통 별 다른 두 특정 위치의 투스 신호를 이용하여 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값을 계산하고, 계산된 기통 별 엔진 속도 최대값과 최소값의 차이인 속도 진폭(D4)을 계산하는 속도 진폭 계산부와,
기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이를 분석하여 기통 별 실화 여부를 진단하는 실화 진단하는 실화 진단부를 포함하는 다기통 엔진의 실화 진단 장치.
As a device that diagnoses whether a multi-cylinder engine is misfired for each cylinder,
A crank angle sensor disposed around a target wheel of the engine crankshaft to generate a tooth time signal required for engine speed calculation;
Including; a controller that analyzes the engine speed change of one cycle from the tooth signal of the crank angle sensor and diagnoses whether a misfire occurs using the analysis result,
The controller,
A linear trend removal unit that removes a linear trend from the tooth signal output from the crank angle sensor during one cycle;
Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the engine speed at the start and end points of each cylinder is calculated using the tooth signals at two specific positions per cylinder, and the speed increase or decrease (the difference between the two engine speeds at the start and end points for each cylinder) A speed increase/decrease calculation unit that calculates D3),
Among the tooth signals from which the linear trend has been removed, the maximum and minimum engine speed values for each cylinder are calculated using the tooth signals at two specific positions for each cylinder, and the speed amplitude (D4), which is the difference between the calculated maximum and minimum engine speed values for each cylinder. A velocity amplitude calculator that calculates
Misfire diagnosis device for a multi-cylinder engine including a misfire diagnosis unit that diagnoses a misfire for each cylinder by analyzing the difference between the speed increase/decrease (D3) and the speed amplitude (D4) for each cylinder.
제 17 항에 있어서,
상기 실화 진단부는,
기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이를 기록장치에 맵핑된 기통 별 임계값(Threshold)과 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 다기통 엔진의 실화 진단 장치.
The method of claim 17,
The misfire diagnosis unit,
Misfire diagnosis device for multi-cylinder engines that diagnoses misfire by cylinder by comparing the difference between speed increase/decrease (D3) and speed amplitude (D4) for each cylinder with the threshold value for each cylinder mapped to the recording device.
제 17 항에 있어서,
상기 실화 진단부는,
기통 별 속도 증감(D3)과 속도 진폭(D4)의 차이를 직전 사이클에서 구해진 동일 기통의 속도 증감(D3')과 속도 진폭(D4')의 차이와 비교하여 기통 별 실화여부를 진단하는 다기통 엔진의 실화 진단 장치.
The method of claim 17,
The misfire diagnosis unit,
Multi-cylinder diagnosing misfire by cylinder by comparing the difference between speed increase/decrease (D3) and speed amplitude (D4) for each cylinder with the difference between speed increase/decrease (D3') and speed amplitude (D4') of the same cylinder obtained in the previous cycle. Engine misfire diagnosis device.
KR1020190090402A 2019-07-25 2019-07-25 Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine KR102153484B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190090402A KR102153484B1 (en) 2019-07-25 2019-07-25 Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190090402A KR102153484B1 (en) 2019-07-25 2019-07-25 Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102153484B1 true KR102153484B1 (en) 2020-09-08

Family

ID=72471809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190090402A KR102153484B1 (en) 2019-07-25 2019-07-25 Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102153484B1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2559509B2 (en) * 1990-01-08 1996-12-04 株式会社日立製作所 Multi-cylinder internal combustion engine misfire detection method and apparatus
JP2000205035A (en) * 1999-01-08 2000-07-25 Aisan Ind Co Ltd Misfire detection system of engine
JP2001241353A (en) * 2000-02-29 2001-09-07 Denso Corp Device for detecting abnormal cylinder of multi-cylinder internal combustion engine
JP3357092B2 (en) * 1992-07-21 2002-12-16 富士重工業株式会社 Engine misfire detection method
JP2005299511A (en) * 2004-04-12 2005-10-27 Mitsubishi Motors Corp Engine misfire detection device and engine combustion control device
JP2010144533A (en) * 2008-12-16 2010-07-01 Toyota Motor Corp Rough idle detecting device of internal combustion engine
KR20120011805A (en) * 2010-07-23 2012-02-08 아이신세이끼가부시끼가이샤 Misfire determination device for multi-cylinder four-cycle engine
JP2012127331A (en) * 2010-12-17 2012-07-05 Honda Motor Co Ltd Engine control unit
JP2014234814A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 トヨタ自動車株式会社 Misfire detection system of internal combustion engine
JP2016153641A (en) * 2015-02-17 2016-08-25 トヨタ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine
KR101869324B1 (en) 2011-08-22 2018-07-24 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 Apparatus and method for detecting misfire using varable valve lift apparatus of vehicle

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2559509B2 (en) * 1990-01-08 1996-12-04 株式会社日立製作所 Multi-cylinder internal combustion engine misfire detection method and apparatus
JP3357092B2 (en) * 1992-07-21 2002-12-16 富士重工業株式会社 Engine misfire detection method
JP2000205035A (en) * 1999-01-08 2000-07-25 Aisan Ind Co Ltd Misfire detection system of engine
JP2001241353A (en) * 2000-02-29 2001-09-07 Denso Corp Device for detecting abnormal cylinder of multi-cylinder internal combustion engine
JP2005299511A (en) * 2004-04-12 2005-10-27 Mitsubishi Motors Corp Engine misfire detection device and engine combustion control device
JP2010144533A (en) * 2008-12-16 2010-07-01 Toyota Motor Corp Rough idle detecting device of internal combustion engine
KR20120011805A (en) * 2010-07-23 2012-02-08 아이신세이끼가부시끼가이샤 Misfire determination device for multi-cylinder four-cycle engine
JP2012127331A (en) * 2010-12-17 2012-07-05 Honda Motor Co Ltd Engine control unit
KR101869324B1 (en) 2011-08-22 2018-07-24 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 Apparatus and method for detecting misfire using varable valve lift apparatus of vehicle
JP2014234814A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 トヨタ自動車株式会社 Misfire detection system of internal combustion engine
JP2016153641A (en) * 2015-02-17 2016-08-25 トヨタ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3704370B1 (en) System and method for detecting malfunctioning turbo-diesel cylinders
US5824890A (en) Real time misfire detection for automobile engines
KR102131713B1 (en) Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine
JPH08338299A (en) Misfire detecting method
KR20010010574A (en) Using frequency analysis, a system and an way of detecting engine misfire
KR20210027138A (en) Method for diagnosing misfires of an internal combustion engine
US7540185B2 (en) System and method for detecting engine misfires
US6725709B2 (en) Combustion state diagnosing system and combustion state diagnosing method for diagnosing engine and recording medium
US6212945B1 (en) Method and apparatus for combustion quality diagnosis and control utilizing synthetic measures of combustion quality
KR102163796B1 (en) Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine
US6801848B1 (en) Methods and apparatus for sensing misfire in an internal combustion engine
KR102119872B1 (en) Misfire diagnosis method and system of single cylinder four-stroke engine
KR102153484B1 (en) Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine
KR102264302B1 (en) Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine
US10794314B2 (en) Unequal interval combustion engine misfire determination device and vehicle
KR102202723B1 (en) Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine
CN110529278B (en) Engine misfire detection method, device and system
KR102261486B1 (en) Engine misfire diagnosis method and device
KR102264304B1 (en) Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine
KR102554010B1 (en) Misfire diagnosis method and device of engine
KR102119852B1 (en) Misfire diagnosis method and device of single cylinder four-stroke engine
KR102119865B1 (en) Misfire diagnosis method and device of single cylinder four-stroke engine
JP2855969B2 (en) Misfire detection device for internal combustion engine
KR102300965B1 (en) Misfire diagnosis method and device of Multi cylinder four-stroke engine
KR102119876B1 (en) Misfire diagnosis method and device of single cylinder four-stroke engine

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant