KR20060035021A - 자동차의 크랭크 각 센서의 고장 진단 방법 - Google Patents

Abstract

엔진 속도가 기준치 이하인 경우 비정상적인 크랭크 신호의 입력으로 인한 시동 꺼짐을 방지할 수 있도록 한 자동차의 크랭크 각 센서의 고장 진단 방법이 개시되어 있다. 일반적인 자동차에 있어, 엔진 속도가 기준치 이하인 경우 2회전 도는 동안 비정상적으로 입력되는 크랭크 신호의 오류 판정이 불가능하므로, 이 경우 엔진 정지로 판정하여 시동이 꺼지는 문제점이 종종 발생하였다. 따라서 본 발명은, 크랭크 신호에 따라 엔진의 점화 시기를 결정하는 자동차 엔진 제어 장치에 있어, 크랭크 신호가 소정 시간 동안 없는(missing) 경우 시동키 온/오프 상태 및 엔진 속도에 따라 크랭크 각 센서의 고장을 진단하여 미리 설정된 대체값으로 점화 시기를 보정함으로써, 엔진 속도가 기준치 이하인 경우 크랭크 각 센서의 고장을 엔진 정지로 판정하는 판정 오류를 미연에 방지하고, 잘못된 판정으로 인한 시동의 꺼짐을 미연에 방지하여 자동차의 안전성을 향상시킬 수 있다.

자동차, 크랭크, 점화시기, 연료 분사

Description

자동차의 크랭크 각 센서의 고장 진단 방법{method for detecting error of crank angle sensor of car }

도 1은 일반적인 자동차의 점화 시기 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다.

도 2는 도 1에 의해 발생되는 감지 신호들을 보인 파형도이다.

도 3은 본 발명이 적용되는 자동차의 구성을 보인 블록도이다.

도 4는 도 3의 각 부의 출력 파형을 보인 도이다.

도 5는 본 발명에 따른 자동차의 크랭크 센서 고장 진단 과정을 보인 흐름도이다.

〈도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명〉

70 : 이씨유 90 : 점화부

본 발명은 자동차의 크랭크 각 센서의 고장 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 크랭크 각 센서의 고장을 정확하게 진단할 수 있도록 한 자동차의 크랭크각 센서의 고장 진단 방법에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 자동차에 있어 점화 시기를 결정하는 장치로 원심진각장 치나 진공진각장치를 이용하였는바, 이는 엔진회전수의 변화 및 부하의 변화를 기구적 수단으로 감지하여 점화시기를 제어하는 점화 시기 제어 장치이다. 그러나 상기와 같은 원심진각장치나 진공진각장치를 이용하시에는 기구적 구성이 매우 복잡해짐은 물론 장시간 사용함에 따라 기구적 구성 수단의 마모로 인하여 점화 시기의 제어에 오차가 많이 발생하는 문제점이 발생하여 최근에는 컴퓨터를 이용하여 점화 시기를 제어하는 점화 시기 제어 장치로 대체되어 가고 있는 실정이다.

상기 컴퓨터를 이용하여 엔진의 점화 시기를 제어하는 점화 시기 제어 장치를 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 점화 입력에 필요한 감지 신호의 입력을 감지하는 감지부(1)와, 상기 감지부(1)의 감지 신호를 기초하여 엔진 부하(A/N)를 연산한 후 점화 시기 및 통전각을 제어하는 이씨유(2)와, 상기 이씨유(2)의 출력 신호에 따라 점화 코일(미도시됨)의 일차 전류를 흘러 고전압이 발생되고, 이 고전압을 공급하여 스파크를 발생시켜 혼합기를 착화시키는 점화부(3)로 구성된다.

여기서, 상기 감지부(1)는 크랭크 각 센서(1a), 캠 센서(1b), 수온 센서(1c), 및 흡입 공기 유량계(1d)를 포함한다.

상기와 구비된 일반적인 자동차에 있어, 우선, 이씨유(2)는 크랭크 각 센서(1a)의 감지 신호에 의해 엔진 회전수를 측정하고, 흡입공기 유량계(1d)를 이용하여 공기량을 측정한 후 공기량(A)와 엔진회전수(N) 사이의 비율 즉, 엔진 부하(A/N)를 연산한 후 그 결과를 이용하여 최적의 점화 시기를 연산하고 그 결과 신호는 점화부(3)에 공급된다.

즉, 상기 점화 시기 결정에 필요한 상기 감지부(1)는 크랭크 축과 캠 축에 각각 설치되고, 크랭크 각 센서(1a)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 크랭크 축에 설치되는 크랭크 각 감지 센서는 크랭크 측 전면에 설치되는 트리거 휠의 톱니 개수에 따른 파형 형태의 크랭크 신호를 출력하고, 상기 캠 센서(1b)는, 캠의 돌출부를 중심으로 감지되는 파형 형태의 캠 신호를 출력한다.

그러므로, 상기 캠 축이 1회전 감지될 때 크랭크축은 2회전하고, 상기 크랭크측의 커넥팅 로드에 연결된 피스톤은 4행정을 하는 바 압축 및 배기 행정 때 상사점이 나타나게 된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 캠 신호의 파형과 크랭크 신호의 파형이 만나는 지점이 바로 점화 시기를 의미하므로, 엔진 시동 시 최초의 점화 시기는 최초 점화시기로서 5도 BTDC(BTDC: Before Top Dead Center : 상사점전)에 고정되고, 시동 시를 제외한 통상 운전 시에는 크랭크 각 센서(1a)의 감지 신호를 계측한 후 크랭크 각 1도의 시간을 구하여 점화 시기를 결정하므로 75도 BTDC를 기준으로 점화 시기를 계산하고, 이 계산된 점화 시기는 수온 센서(1c)로부터 제공되는 감지 신호에 따라 보정하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이, 자동차의 엔진 제어에 있어, 크랭크 각 센서(1a)는 연료 및 점화각 제어에 중요한 역할을 담당하게 되는데, 이러한 크랭크 각 센서(1a)의 고장으로 인해 크랭크 각 감지 신호의 오류가 발생되면, 엔진 정지로 판정하여 시동이 꺼지게 된다.

여기서, 상기 크랭크 각 센서(1a)의 오류 판정은 통상 캠 센서의 감지 신호가 일정횟수 이상이 입력됨에도 불구하고 크랭크 각 감지 신호가 입력되지 않는 경우 또는 크랭크 각 감지 신호의 입력이 엔진 2 회전 당 정해진 횟수 보다 많거나 적은 경우로 이루어진다.

상기와 같은 크랭크 각 센서의 오류 판정 시, 상기 이씨유(2)는 캠 센서로부터 공급되는 감지 신호의 입력 간의 시간을 엔진이 한바퀴 도는데 입력되어야 할 크랭크 신호의 입력 횟수로 나누고, 그 시간을 크랭크 신호 1개당 입력되는 시간으로 설정하며 이 설정된 시간에 대응되는 학습 과정을 통해 크랭크 신호를 보정하고, 이 보정된 크랭크 신호를 출력한다.

상기와 같은 일반적인 자동차에 있어, 엔진 속도가 기준치 이하인 경우 엔진 속도가 느리므로, 엔진 2회전하는 동안 학습 과정을 통해 크랭크 신호를 보정하기 이전에 엔진 정지로 판정되어 시동이 꺼지는 문제점이 종종 발생하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 크랭크 신호가 소정 횟수 이상 수신되지 않는 경우(missing된 경우) 외부로부터 공급되는 시동키 신호 및 엔진 속도 신호에 따라 크랭크 각 센서의 고장 판정한 후 학습 과정을 통해 발생된 대체값으로 크랭크 각 신호를 보정함으로써, 엔진 속도가 기준치 이하에서 발생된 크랭크 각 센서의 고장으로 인한 시동 꺼짐을 미연에 방지하여 자동차의 안전성을 향상시킬 수 있는 자동차의 크랭크 각 센서의 고장 진단 방법을 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 과제는,

a) 크랭크 각 센서로부터 공급되는 크랭크 신호를 수신하는 단계;

b) 상기 a) 단계에서 수신된 크랭크 신호가 있는 지를 체크하여 크랭크 신호가 있는 경우 수신된 크랭크 신호의 정상인 지를 진단하여 정상인 크랭크 신호인 경우 점화 시기를 가지는 점화 신호를 발생하는 단계;

c) 상기 b) 단계에서 크랭크 신호가 없는 경우 크랭크 신호가 없는 시간을 카운팅한 후 미리 설정된 소정 시간이 경과되었는 지를 체크하는 단계;

d) 상기 c) 단계에서 소정 시간이 경과된 경우 시동키 신호가 온(on)인 지를 체크하여 시동키 신호가 온(on)인 경우 엔진 속도가 기준치 이하인 지를 체크하는 단계; 및

e) 상기 d) 단계에서 시동키 온이고, 엔진 속도가 기준치 이하인 경우 크랭크 각 센서의 고장으로 판정하여 미리 설정된 대체값으로 점화 시기가 보정된 점화 신호를 발생하는 단계로 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 c) 단계의 소정 시간은 정상적인 크랭크신호가 20회 입력되는 시간으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 크랭크 신호에 따라 엔진의 점화 시기를 결정하는 자동차 엔진 제어 장치에 있어, 시동키 온 이고, 엔진 속도가 기준치 이하인 상태에서 크랭크 신호가 없는(missing) 경우 정상적인 크랭크 각 신호가 20회 이상 입력되는 시간인 소정 시간 경과 후 미리 설정된 대체값으로 점화 시기를 보정함으로써, 크랭크 각 센서의 고장을 엔진 정지로 판정하는 판정 오류를 미연에 방지하고, 잘못된 판정으로 인한 시동의 꺼짐을 미연에 방지하여 자동차의 안전성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차를 도시한 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명이 적용되는 자동차는, 이씨유(70) 및 점화부(90)로 구비된다.

상기 이씨유(70)는 크랭크 각 센서(미도시됨) 및 캠 센서(미도시됨)부터 공급되는 크랭크 신호 및 캠 신호와, 엔진의 상태를 나타내는 엔진 속도 신호와, 시동키의 위치에 따라 발생되는 시동키 신호로부터 소정 시간동안 크랭크 신호가 없는 경우 엔진 속도 신호 및 시동키 신호에 따라 크랭크 각 센서의 고장을 진단하여 미리 설정된 대체값으로 점화 시기가 보정된 점화 신호를 출력하는 프로그램을 포함한다.

즉, 이씨유(70)는 상기 크랭크 신호가 없는 경우 소정 시간(정상인 크랭크신호 20회가 수신될 시간)을 카운팅하고, 소정 시간 동안 크랭크 신호가 없는 경우 엔진 속도 신호 및 시동키 신호에 따라 엔진 정지를 판정한다. 예를 들어 소정 시간 동안 크랭크 신호가 없는 경우 시동키 신호가 온(on) 상태이고 엔진 속도가 기준치 이하인 경우 크랭크 각 센서의 고장으로 판정하여 미리 설정된 대체값으로 점화 시기를 보정하고, 이 보정된 점화 시기를 가지는 점화 신호를 발생한다.

또한, 상기 점화부(90)는 상기 이씨유(70)로부터 공급되는 점화 신호에 따라 점화 코일 및 점화 플러그를 동작시켜 점화되도록 구비된다.

여기서, 상기 소정 시간은 정상적인 크랭크 신호가 20 회 입력되는 시간으로 설정된다.

이와 같이 구비된 본 발명이 적용되는 자동차에 있어, 상기 이씨유(70)는 도 4에 도시된 바와 같이, 크랭크 각 센서로부터 제공되는 크랭크 신호가 없는 경우 카운팅 신호를 발생하여 크랭크 신호가 입력되지 않는 시간을 카운팅한다.

이때 상기 카운팅된 시간이 소정 시간( 정상적인 20개의 크랭크 신호가 수신될 수 있는 시간)이 경과되면, 운전자에 의해 발생되는 시동키 신호의 온/오프 및 엔진 속도에 따라 엔진 정지인 지 또는 크랭크 각 센서의 고장인 지를 판정한다.

예를 들어 이씨유(70)는 상기 크랭크 신호가 소정 시간 동안 없고, 시동키 신호가 온이며, 엔진 속도가 기준치 이하인 경우 크랭크 각 센서의 고장으로 판정하여 미리 설정된 대체값으로 보정된 점화 시기를 가지는 점화신호를 발생한다.

그리고, 보정된 점화 신호는 상기 점화부(90)에 공급되고, 상기 점화부(90)는 연료 및 점화 시기를 결정한다.

이때 상기 연료 탱크 내의 액상 연료는 분사되고, 이 분사된 액상 엘피지 가스는 에어 클리너(미도시됨)를 통해 인입되는 공기와 혼합되어 순간적으로 기화되면서 폭발 행정을 실행한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 크랭크 각 센서의 고장 진단 과정을 보다 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 자동차의 크랭크 각 센서의 고장 진단 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

엔진의 시동을 걸면, 상기 이씨유(70)는 우선 크랭크 각 센서로부터 공급되는 크랭크 센서를 수신하고(단계 301), 수신된 크랭크 신호가 있는 지를 체크한 후(단계 303) 단계(305)로 진행한다.

상기 단계(305)는 상기 단계(303)를 통해 수신된 크랭크 신호가 있다고 판단되면, 카운팅 신호를 발생하여 소정 시간을 카운팅한다.

그 후 소정 시간이 경과되면, 상기 이씨유(70)는 외부로부터 공급되는 시동키 신호와 엔진 속도 신호를 수신하고(단계 309), 여기서, 수신된 시동키 신호가 온인 지를 체크하고(단계 311) 단계(313)로 진행한다.

상기 단계(313)는 상기 단계(311)를 통해 시동키 신호가 온(on)이고, 수신된 엔진 속도 신호가 기준치 이하인 지를 체크하여, 시동키 신호가 온이고, 엔진 속도가 기준치 이하인 경우 크랭크 각 센서의 고장으로 판정한다(단계 315).

상기 단계(315)를 통해 크랭크 각 센서가 고장으로 판정되면, 상기 이씨유(70)는 미리 설정된 대체값으로 점화 시기를 보정하고(단계 317), 보정된 점화 시기를 통해 점화 신호를 발생하여 점화부로 공급한다(단계 319).

또한, 상기 단계(303)에서 크랭크 신호가 있다고 판단되면, 수신된 크랭크 신호가 정상인 지를 진단한 후(단계 323) 수신된 크랭크 신호가 정상적인 지를 체크하여(단계 325) 정상인 경우 단계(319)로 진행하고, 비정상적인 경우 단계(317)로 진행한다.

상기 수신된 크랭크 신호가 정상인 지를 진단하는 과정은 매회 입력되는 크랭크 신호의 입력 시간 차와 미리 설정된 소정 범위와 비교하여 비교 결과에 따라 이루어지는 통상적인 과정이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 크랭크각 센서의 고장 진단 방법은, 크랭크 신호에 따라 엔진의 점화 시기를 결정하는 자동차 엔진 제어 장치에 있어, 시동키 온 이고, 엔진 속도가 기준치 이하인 상태에서 크랭크 신호가 없는(missing) 경우 정상적인 크랭크 각 신호가 20회 이상 입력되는 시간인 소정 시간 경과 후 미리 설정된 대체값으로 점화 시기를 보정함으로써, 크랭크 각 센서의 고장을 엔진 정지로 판정하는 판정 오류를 미연에 방지하고, 잘못된 판정으로 인한 시동의 꺼짐을 미연에 방지하여 자동차의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (3)

1. a) 크랭크 각 센서로부터 공급되는 크랭크 신호를 수신하는 단계;

   b) 상기 a) 단계에서 수신된 크랭크 신호가 있는 지를 체크하여 크랭크 신호가 있는 경우 수신된 크랭크 신호의 정상적인 지를 진단하여 비정상적인 크랭크 신호인 경우 미리 설정된 대체값으로 점화 시기를 보정하고, 보정된 점호 시기를 가지는 점화 신호를 발생하는 단계;

   c) 상기 b) 단계에서 크랭크 신호가 없는 경우 크랭크 신호가 없는 시간을 카운팅한 후 미리 설정된 소정 시간이 경과되었는 지를 체크하는 단계;

   d) 상기 c) 단계에서 소정 시간이 경과된 경우 시동키 신호가 온(on)인 지를 체크하여 시동키 신호가 온(on)인 경우 엔진 속도가 기준치 이하인 지를 체크하는 단계; 및

   e) 상기 d) 단계에서 엔진 속도가 기준치 이상인 경우 크랭크 각 센서의 고장으로 판정하여 미리 설정된 대체값으로 점화 시기가 보정된 점화 신호를 발생하는 단계로 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 크랭크 각 센서의 고장 진단 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 c) 단계의 소정 시간은 정상인 크랭크 신호가 20 회 입력되는 시간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 크랭크 각 센서의 고장 진단 방법.
3. a) 크랭크 각 센서로부터 공급되는 크랭크 신호를 수신하는 단계;

   b) 상기 a) 단계에서 수신된 크랭크 신호가 있는 지를 체크하여 크랭크 신호가 있는 경우 수신된 크랭크 신호의 정상적인 지를 진단하여 비정상적인 크랭크 신호인 경우 미리 설정된 대체값으로 점화 시기를 보정하고, 보정된 점호 시기를 가지는 점화 신호를 발생하는 단계;

   c) 상기 b) 단계에서 크랭크 신호가 없는 경우 크랭크 신호가 없는 시간을 카운팅한 후 미리 설정된 소정 시간이 경과되었는 지를 체크하는 단계;

   d) 상기 c) 단계에서 소정 시간이 경과된 경우 시동키 신호가 온(on)인 지를 체크하여 시동키 신호가 온(on)인 경우 차량 속도가 설정치 이하인 지를 체크하는 단계; 및

   e) 상기 d) 단계에서 차량 속도가 설정치 이하인 경우 크랭크 각 센서의 고장으로 판정하여 미리 설정된 대체값으로 점화 시기가 보정된 점화 신호를 발생하는 단계로 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 크랭크 각 센서의 고장 진단 방법.

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