KR20210073839A - Method For Engine Combustion Diagnosis Based On Mechanical Abnormality Using Engine Vibration Signal and Combustion Diagnosis System Thereof - Google Patents

Method For Engine Combustion Diagnosis Based On Mechanical Abnormality Using Engine Vibration Signal and Combustion Diagnosis System Thereof Download PDF

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KR20210073839A
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진재민
정인수
신성환
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현대자동차주식회사
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Abstract

According to the present invention, a mechanical combustion disorder diagnosis/determination method using an engine vibration signal of a combustion disorder diagnosis system (1) for an engine (10) includes engine vibration analysis control operations (S10-S60) enabling a diagnosis controller (30) to perform modulation frequency transform with respect to a vibration signal measured including a vibration component by the rotation oscillation of the engine (10); confirming a frequency multiple peak as an odd-number difference multiple of issue occurrence condition vibration signal analysis in contrast to normal condition vibration signal analysis of an integer difference multiple; and determining a combustion disorder issue occurrence cylinder based on an area peak value which is no less than a set threshold value. Therefore, the present invention can accurately determine a cylinder having a combustion disorder signal at a measurement moment based on an odd-number multiple difference component in contrast to an integer multiple difference extracted from the vibration signal.

Description

엔진진동신호를 이용한 기계적 연소 이상 진단 판단방법 및 연소 이상 진단 시스템{Method For Engine Combustion Diagnosis Based On Mechanical Abnormality Using Engine Vibration Signal and Combustion Diagnosis System Thereof}Method For Engine Combustion Diagnosis Based On Mechanical Abnormality Using Engine Vibration Signal and Combustion Diagnosis System Thereof

본 발명은 엔진연소 이상 진단에 관한 것으로, 특히 엔진진동신호를 이용한 엔진 진동신호분석 제어로부터 연소이상에 따른 고장의 주요 신호가 어떤 실린더에서 발생하는 지에 대한 판단 정확성이 확보되는 연소 이상 진단 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to diagnosing engine combustion abnormalities, and more particularly, to a combustion abnormality diagnosis system that ensures accuracy in determining which cylinders generate major signals of failures due to combustion abnormalities from engine vibration signal analysis control using engine vibration signals. will be.

일반적으로 차령에서 엔진연소제어는 환경, 사용연료차이, 엔진 노화(Engine Aging)와 같은 외란조건 및 디젤 엔진 및 승용디젤엔진과 같은 고압축비 엔진에서 연소 강건성 제어로 안정적 연소 및 연소음 제어 측면을 충족시킬 수 있어 그 중요성이 매우 큰 엔진 제어 기술의 예이다.In general, engine combustion control at vehicle age satisfies stable combustion and combustion noise control aspects by controlling combustion robustness in disturbance conditions such as environment, fuel difference, engine aging, and high compression ratio engines such as diesel engines and passenger diesel engines. It is an example of engine control technology of great importance.

그러므로 상기 엔진연소제어는 엔진의 각 기통(즉, 실린더)에 대한 연소 신호로 현재 고장 발생유무를 판단하고, 고장의 주요 신호가 어떤 기통에서 발생하는 지에 대한 판단함이 매우 중요하다.Therefore, in the engine combustion control, it is very important to determine whether or not a current failure occurs with the combustion signal for each cylinder (ie, cylinder) of the engine, and to determine in which cylinder the main signal of the failure occurs.

일례로 엔진연소이상 판단 방법은 엔진블록에 장착된 녹 센서(Knock Sensor)의 신호를 이용한 FFT(Fast Fourier Transform) 변환으로 문제 주파수 영역의 크기를 통해 이상 여부가 판단되는 방식이다. 즉, 시간에 따른 가속도 값을 FFT 변환을 통한 특정 주파수 영역에서 응답값의 진폭의 크기를 정해진 밴드패스 필터(Band Pass filter)안에서 합산하여 그 값이 지정한 임계값(Threshold) 초과 시 이상상태로 판단하는 방식이다.As an example, the engine combustion abnormality determination method is a method in which an abnormality is determined based on the size of a problem frequency domain by FFT (Fast Fourier Transform) transformation using a signal of a knock sensor mounted on an engine block. That is, the magnitude of the amplitude of the response value in a specific frequency domain through FFT transformation is summed in a predetermined band pass filter, and when the value exceeds a specified threshold, it is judged as an abnormal state. way to do it

그러므로 상기 엔진연소이상 판단 방법은 측정된 신호를 밴드패스 필터(Band Pass filter)를 통해서 문제 발생 관련 주파수 대역의 진동 진폭의 크기가 기준(threshold)을 초과하는 지에 대해서 문제 발생 여부가 판단된다.Therefore, in the engine combustion abnormality determination method, it is determined whether a problem occurs as to whether the magnitude of the vibration amplitude of the frequency band related to the problem occurrence exceeds a threshold through the measured signal through a band pass filter.

미국공개특허 US 2004-0050363(2004,03,18)US Patent Publication US 2004-0050363 (2004,03,18)

하지만, 상기 엔진연소이상 판단 방법은 기준값 기반으로 기통이상의 문제여부를 판단하기 때문에 외란 및 환경 영향을 받을 수 있는 소지를 갖는 방식이다.However, the engine combustion abnormality determination method is a method that may be affected by disturbances and the environment because it determines whether there is a problem with the cylinder abnormality based on a reference value.

그러므로 문제 발생 관련 주파수 대역의 진동 진폭의 크기가 기준(threshold)을 초과하여 문제 주파수 영역에 진동 크기에 편차가 존재하더라도 정확한 판단이 어렵고, 이는 엔진의 문제 발생 기통 중 어느 실린더 인지가 정확하게 판단하는데 어려움을 줄 수밖에 없다.Therefore, even if the amplitude of vibration in the frequency band related to the problem exceeds the threshold, even if there is a deviation in the amplitude of vibration in the problem frequency region, it is difficult to accurately determine which cylinder is the problematic cylinder of the engine. have no choice but to give

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 크랭크 각도 기반 분석가능하면서 소음 신호대비 지연측면에 유리한 진동 신호에서 추출한 정수배 차 대비 불규칙 진동의 홀수배 차 성분으로부터 측정시점의 연소 이상 신호 발생 기통을 정확하게 판단할 수 있고, 특히 홀수배 차 성분 합 크기 산출에 크랭크 각도 기준에 따른 큰 문제 진동 영역의 실린더 별 TDC(Top Dead Center) 기준 구분을 적용함으로써 연소 이상 신호 발생 기통에 대해 문제 발생 실린더로 정확한 판단이 이루어지는 엔진진동신호를 이용한 기계적 연소 이상 진단 판단방법 및 연소 이상 진단 시스템의 제공에 목적이 있다.Therefore, the present invention in consideration of the above points can accurately determine the combustion abnormality signal generation cylinder at the time of measurement from the odd multiple difference component of the irregular vibration compared to the integer multiple difference extracted from the vibration signal that is advantageous in terms of delay compared to the noise signal while being able to analyze based on the crank angle. In particular, by applying the TDC (Top Dead Center) standard classification for each cylinder in the large problem vibration area according to the crank angle standard to calculate the sum of odd-numbered difference components, accurate judgment is made as to the cylinder that generates the combustion abnormal signal. An object of the present invention is to provide a method for diagnosing mechanical combustion abnormality using an engine vibration signal and a combustion abnormality diagnosis system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 노킹 샌서, 크랭크 포지션 센서, 캠 포지션 센서가 장착되어 있는 내연기관에 있어서, 진동신호를 크랭크 각도 기준으로 진동이 발생하는 영역을 실린더 별 TDC(TOP DEAD CENTER)를 기준으로 크기를 확인하여 내연기관의 이상 여부가 판단되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법을 특징으로 한다.In the present invention for achieving the above object, in an internal combustion engine equipped with a knocking sensor, a crank position sensor, and a cam position sensor, the region in which vibration occurs based on the crank angle of the vibration signal is determined by TDC (TOP DEAD CENTER) for each cylinder. ), characterized in that the mechanical combustion abnormality diagnosis determination method, characterized in that it is determined whether the internal combustion engine is abnormal by checking the size.

바람직한 실시예로서, 상기 진동 신호는 상기 엔진의 엔진블록에 장작된 진동 센서로 측정되며, 상기 크랭크 각도는 상기 엔진의 크랭크 샤프트에서 검출되고, 상기 갬 각도는 상기 엔진의 캠 샤프트에서 검출된다.In a preferred embodiment, the vibration signal is measured by a vibration sensor mounted on an engine block of the engine, the crank angle is detected at the crankshaft of the engine, and the camshaft angle is detected at the camshaft of the engine.

바람직한 실시예로서, 상기 내연기관의 이상 여부 판단은 진단 컨트롤러에 의해 엔진의 회전 가진에 의한 신호 성분과 함께 측정된 진동신호에 대한 변조 주파수 변환, 정수차 배수 대비 홀수차 배수의 주파수 배수 피크 선정, 크랭크 각도와 갬 각도가 반영된 진동신호에 대한 영역 피크 값이 연소 이상 문제 발생 실린더 판정에 적용되는 엔진 진동신호분석 제어로 이루어진다.As a preferred embodiment, the determination of whether the internal combustion engine is abnormal is performed by converting the modulation frequency of the vibration signal measured together with the signal component by the rotational excitation of the engine by the diagnostic controller, selecting the frequency multiple peak of the odd multiple compared to the integer multiple, It consists of engine vibration signal analysis control in which the region peak value for the vibration signal, which reflects the crank angle and the offset angle, is applied to the determination of the cylinder with the combustion abnormality problem.

바람직한 실시예로서, 상기 엔진 진동신호분석 제어는 상기 진동신호에서 문제 발생 조건과 정상 조건의 소음-진동 상관성 분석을 통해 문제 발생조건에서 상관성 값이 커지는 상관성 비례 분석 주파수 대역을 선정해 상기 변조 주파수 변환이 수행되는 변조 주파수 분석제어, 상기 상관성 비례 분석 주파수 대역을 이용하여 주파수 배수 피크가 정수차 배수의 정상조건 진동 신호 분석 대비 문제 발생 조건 진동 신호 분석의 상기 홀수차 배수로 확인되는 진동신호기반 분석제어, 상기 홀수차 배수 주파수를 이용하여 설정값(Threshold) 이상의 상기 영역 피크 값으로 연소 이상 문제 발생 실린더가 판잔되는 크랭크 각도 기반 분석 제어로 수행된다.As a preferred embodiment, the engine vibration signal analysis control selects a correlation proportional analysis frequency band in which the correlation value increases under the problem occurrence condition through the noise-vibration correlation analysis of the problem occurrence condition and the normal condition in the vibration signal to convert the modulation frequency This is performed modulation frequency analysis control, vibration signal-based analysis control in which the frequency multiple peak is confirmed as the odd multiple of the problem occurrence condition vibration signal analysis compared to the normal condition vibration signal analysis of integer multiples using the correlation proportional analysis frequency band, A crank angle-based analysis control is performed in which a cylinder having a combustion abnormality problem is sold with the region peak value greater than or equal to a set value using the odd multiple frequency.

바람직한 실시예로서, 상기 상관성 비례 분석 주파수 대역은 BPF(Band Pass Filter)를 거쳐 500 ~ 3000Hz로 설정된다. 상기 홀수차 배수 주파수는 정수차 배수의 0.5차로 적용된다.As a preferred embodiment, the correlation proportional analysis frequency band is set to 500 ~ 3000 Hz through a BPF (Band Pass Filter). The odd-order multiple frequency is applied to the 0.5th order of the integer multiple.

바람직한 실시예로서, 상기 변조 주파수 분석제어는 상기 상관성 비례 분석 주파수 대역에서 복수회의 다운 샘플링이 수행되는 단계, 상기 복수회의 다운 샘플링 사이에서 Hilbert변환에 이어 Envelope 변환이 이루어지는 단계, 상기 복수회의 다운 샘플링 사이에서 저역필터처리가 이루어지는 단계, 상기 복수회의 다운 샘플링 후 FFT(Fast Fourier Transform) 변환이 이루어지는 단계로 수행된다.In a preferred embodiment, the modulation frequency analysis control includes the steps of performing downsampling a plurality of times in the correlation proportional analysis frequency band, performing Hilbert transform followed by Envelope transform between downsampling multiple times, and between downsampling multiple times. A step of performing low-pass filter processing in , and a step of performing FFT (Fast Fourier Transform) transformation after down-sampling the plurality of times.

바람직한 실시예로서, 상기 복수회의 다운 샘플링은 상기 상관성 비례 분석 주파수 대역으로 설정된 데이터에 대해 수행되는 1차 다운 샘플링, 상기 Envelope 변환된 데이터에 대해 수행되는 2차 다운 샘플링, 상기 저역필터 처리된 데이터에 대해 수행되는 3차 다운 샘플링으로 구분된다.As a preferred embodiment, the plurality of downsampling is performed on the data set in the correlation proportional analysis frequency band, the first downsampling, the second downsampling performed on the envelope-converted data, and the low-pass filter-processed data. It is divided into 3rd order downsampling performed on

바람직한 실시예로서, 상기 저역필터는 300Hz로 설정된다. 상기 FFT 변환은 Hanning Window Overlap 66%를 적용하여 준다.As a preferred embodiment, the low-pass filter is set to 300 Hz. The FFT transform applies Hanning Window Overlap 66%.

바람직한 실시예로서, 상기 진동신호기반 분석제어는 상기 홀수차 배수 주파수를 복수개로 하여 얻은 피크(Peak) 평균값이 상기 주파수 배수 피크로 검출되는 단계, 주파수 배수 피크 검출 횟수를 피크 인덱스로 하여 피크 인덱스 설정값(Threshold)과 비교되는 단계, 상기 피크 인덱스가 상기 피크 인덱스 설정값을 벗어나 이상 연소에 따른 문제 발생 확인이 이루어지는 단계로 수행된다.As a preferred embodiment, the vibration signal-based analysis control includes the steps of detecting a peak average value obtained by using a plurality of odd multiple frequencies as the frequency multiple peak, and setting a peak index using the frequency multiple peak detection count as a peak index A step of comparing the value (Threshold), the peak index is out of the set value of the peak index, and a step of confirming the occurrence of a problem due to abnormal combustion is performed.

바람직한 실시예로서, 상기 피크 인덱스 설정값은 10이 적용된다.In a preferred embodiment, the peak index setting value is 10.

바람직한 실시예로서, 상기 크랭크 각도 기반 분석 제어는 상기 홀수차 배수 주파수에 대해 변조 주파수 분석이 이루어지는 단계, 상기 엔진의 실린더 영역별 크랭크 각도 기준 구분으로 영역 피크 값을 산출하여 문제 발생 결정 설정값(Threshold)과 비교되는 단계, 상기 영역 피크 값이 상기 문제 발생 결정 설정값을 벗어나 상기 문제 발생 실린더로 확정되는 단계로 수행된다.As a preferred embodiment, the crank angle-based analysis control includes the steps of performing modulation frequency analysis on the odd multiple frequency, calculating the region peak value by dividing the crank angle reference for each cylinder region of the engine to determine the occurrence of a problem (Threshold) ), and the region peak value deviates from the problem occurrence determination set value and is determined as the problem occurrence cylinder.

바람직한 실시예로서, 상기 크랭크 각도 기반 분석 제어의 변조 주파수 분석은 상기 홀수차 배수 주파수에 대해 1차 다운 샘플링(Down sampling)이 수행되는 단계, Hilbert 변환에 이어 Envelope 변환이 이루어지는 단계, 상기 Envelope 변환된 데이터에 대해 2차 다운 샘플링이 수행되는 단계, 저역필터처리가 이루어지는 단계, 상기 저역필터 처리된 데이터에 대해 수행되는 3차 다운 샘플링이 수행되는 단계로 이루어진다.As a preferred embodiment, the modulation frequency analysis of the crank angle-based analysis control includes the steps of performing first down sampling on the odd multiple frequency, performing the Hilbert transform followed by the envelope transform, and the envelope transformed It consists of a step of performing secondary downsampling on data, a step of performing low-pass filter processing, and a step of performing third-order downsampling performed on the low-pass-filtered data.

바람직한 실시예로서, 상기 영역 피크 값의 산출은 시간(Time) 기반 진동신호를 크랭크/캠 각도 신호와 합쳐 크랭크 각도 기반 진동분석 결과를 얻어 Envelope 분석으로 이루어진다.As a preferred embodiment, the calculation of the region peak value is carried out through envelope analysis by combining a time-based vibration signal with a crank/cam angle signal to obtain a crank angle-based vibration analysis result.

바람직한 실시예로서, 상기 문제 발생 결정 설정값은 50이 적용된다.In a preferred embodiment, the problem occurrence determination setting value is 50.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연소 이상 진단 시스템은 엔진의 회전 가진에 의한 신호 성분이 포함되어 측정된 진동신호에 대한 변조 주파수 변환이 수행되고, 주파수 배수 피크가 정수차 배수의 정상조건 진동 신호 분석 대비 문제 발생 조건 진동 신호 분석의 홀수차 배수로 확인되며, 크랭크 각도와 갬 각도가 반영된 실린더의 진동신호에 대한 영역 피크 값이 설정값(Threshold) 이상일 때 연소 이상 문제 발생 실린더를 판단 해주는 진단 컨트롤러; 상기 엔진의 엔진 블록에 장착되어 엔진 운전 시 엔진에서 발생되는 진동을 주파수 신호로 측정하는 진동센서가 포함되는 것을 특징으로 한다.And, in the combustion abnormality diagnosis system of the present invention for achieving the above object, modulation frequency conversion is performed on the vibration signal measured by including a signal component due to rotational excitation of the engine, and the frequency multiple peak is the normal value of the integer multiple. It is confirmed as an odd multiple of the conditional vibration signal analysis compared to the conditional vibration signal analysis, and when the area peak value for the vibration signal of the cylinder reflecting the crank angle and the opening angle is greater than the set value (Threshold), it determines the cylinder with the combustion problem. diagnostic controller; It is characterized in that it includes a vibration sensor that is mounted on the engine block of the engine to measure the vibration generated in the engine when the engine is operating as a frequency signal.

바람직한 실시예로서, 상기 진단 컨트롤러는 상기 크랭크 각도를 상기 엔진의 크랭크 샤프트에서 크랭크 각도 신호로 검출하고, 상기 갬 각도를 상기 엔진의 캠 샤프트에서 갬 각도 신호로 검출한다.In a preferred embodiment, the diagnostic controller detects the crank angle as a crank angle signal from a crankshaft of the engine, and detects the offset angle as an offset angle signal from a camshaft of the engine.

바람직한 실시예로서, 상기 진단 컨트롤러는 상기 진동센서의 진동 주파수를 이용하여 변조 주파수 분석 및 시간 기반 주파수 분석이 수행되고, 상기 진동 주파수에 상기 크랭크 각도 및 상기 캠 각도를 조합한 크랭크각도 기반 분석으로 상기 영역 피크 값이 설정값(Threshold) 이상일 때 연소 이상 문제 발생 실린더를 판단 한다.In a preferred embodiment, in the diagnostic controller, modulation frequency analysis and time-based frequency analysis are performed using the vibration frequency of the vibration sensor, and the crank angle-based analysis is performed by combining the crank angle and the cam angle with the vibration frequency. When the area peak value is higher than the set value (Threshold), it is determined that the cylinder has a combustion error problem.

이러한 본 발명의 연소 이상 진단 시스템에 적용된 엔진진동신호를 이용한 기계적 연소 이상 진단 판단방법은 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.The method for diagnosing mechanical combustion abnormality using the engine vibration signal applied to the combustion abnormality diagnosis system of the present invention implements the following actions and effects.

첫째, 엔진의 각 기통에 대해 실시간으로 지속적 모니터링(Monitoring)이 가능한 진동신호 사용의 장점을 이용하면서 소음 신호대비 지연측면에 유리한 진동 신호의 특성으로 크랭크 각도 기반 분석이 이루어질 수 있다. 둘째, 크랭크 각도 기반의 진동신호 분석으로 크랭크 각도를 기준으로 하여 문제 진동 발생 위치 확인이 가능함으로써 그 때 발생하는 진동 신호의 크기 비교로 문제 실린더 구분이 이루어질 수 있다. 셋째, 크랭크각도 기반 진동분석과 시간 기반 진동분석을 병행하여 이상 진단을 수행하고 문제 실린더 추정을 통하여 보다 정확한 문제 원인의 판단이 가능하다. 넷째, 고장에 의하여 엔진에서 발생하는 주기적인 가진력 이외의 성분에 의한 진동이 발생하는 크기를 갖고 판단함으로써 특정 주파수 대역의 크기 비교로 외란 등에 취약한 기존 로직과 달리 보다 신뢰성 있는 실린더 구분이 가능하다. 다섯째, 기계적 이상 발생 여부 판단에 엔진 블록에 장착되어 있는 녹 센서(Knock Sensor)가 이용되거나 엔진 블록에 추가 장착된 별도의 진동 센서가 이용됨으로써 엔진 시스템 변경 없이 연소 이상 진단 시스템 성능 향상이 가능하다.First, the crank angle-based analysis can be made with the characteristics of the vibration signal advantageous in terms of delay compared to the noise signal while taking advantage of the use of vibration signals that enable continuous monitoring in real time for each cylinder of the engine. Second, by analyzing the vibration signal based on the crank angle, it is possible to check the location of the problem vibration based on the crank angle, so that the problem cylinder can be classified by comparing the magnitude of the vibration signal generated at that time. Third, it is possible to perform abnormal diagnosis by performing crank angle-based vibration analysis and time-based vibration analysis in parallel, and to more accurately determine the cause of the problem through estimating the problem cylinder. Fourth, by judging with the size at which vibrations due to components other than the periodic excitation force generated by the engine are generated due to a failure, a more reliable cylinder classification is possible by comparing the size of a specific frequency band, unlike the existing logic that is vulnerable to disturbances. Fifth, the performance of the combustion abnormality diagnosis system can be improved without changing the engine system by using a knock sensor mounted on the engine block or a separate vibration sensor additionally mounted on the engine block to determine whether a mechanical abnormality occurs.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 엔진진동신호를 이용한 기계적 연소 이상 진단 판단방법의 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 엔진진동신호를 이용한 기계적 연소 이상 진단 판단 제어가 수행되는 연소 이상 진단 시스템의 예이며, 도 4는 본 발명에 따른 진동센서의 측정신호로부터 문제발생조건에서 상관성(Coherence) 값이 커지는 진동 데이터 1,2 선도의 예이고, 도 5는 본 발명에 따른 변조 주파수 분석 제어를 통한 변조 주파수(Modulation Frequency)에 의한 크기 계산의 예이며, 도 6은 본 발명에 따른 진동 신호 기반 정상조건 대비 문제 발생 조건 판단의 예이고, 도 7은 본 발명에 따른 진동 신호 기반 정상조건 대비 문제 발생 조건 판단에 대한 녹 센서와 진동센서의 판단성능 비교의 예이며, 도 8은 본 발명에 따른 크랭크 각도 기반 분석 제어로부터 산출되는 문제 발생 실린더 검출의 예이고, 도 9는 본 발명에 따른 크랭크 각도 기반 분석 제어로 판단된 문제 발생 실린더의 결과 상태이다.1 and 2 are flowcharts of a method for diagnosing mechanical combustion abnormality using an engine vibration signal according to the present invention, and FIG. 3 is a combustion abnormality diagnosis system in which a mechanical combustion abnormality diagnosis determination control using an engine vibration signal according to the present invention is performed. 4 is an example of vibration data 1 and 2 diagrams in which a correlation value increases under a problem occurrence condition from a measurement signal of a vibration sensor according to the present invention, and FIG. 5 is a modulation frequency analysis control according to the present invention. It is an example of calculating the magnitude by the modulation frequency through the modulation frequency, FIG. 6 is an example of determining a condition for generating a problem compared to a normal condition based on a vibration signal according to the present invention, and FIG. 7 is an example of determining a condition for generating a problem according to the present invention. It is an example of the comparison of the judgment performance of the rust sensor and the vibration sensor for the determination of the occurrence condition, FIG. 8 is an example of detecting a cylinder with a problem calculated from the crank angle-based analysis control according to the present invention, and FIG. 9 is the crank angle according to the present invention It is the result state of the problematic cylinder determined by the basic analysis control.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying illustrative drawings, and since such an embodiment may be implemented in various different forms by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains as an example, it will be described herein It is not limited to the embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기계적 연소 이상 진단 판단방법은 엔진 진동신호분석 제어(S10~S60)로 이상 진단이 이루어짐으로써 엔진 기통 중 연소 이상의 문제 발생으로부터 연소 이상 실린더가 정확히 판별된다.1 and 2 , in the method for diagnosing mechanical combustion abnormality, the abnormality diagnosis is made by the engine vibration signal analysis control (S10 to S60), so that the combustion abnormal cylinder is accurately determined from the occurrence of the combustion abnormality problem in the engine cylinder.

특히 상기 엔진 진동신호분석 제어(S10~S60)는 엔진 운전 시 측정된 진동신호의 진동 주파수 선정 제어(S10~S20)에 대해 다운 샘플링(Down sampling)을 거쳐 FFT(Fast Fourier Transform) 변환으로 정상조건의 회전 정수차 배수(1,2,3,4,5, … ) 대비 0.5차의 홀수차 배수(0.5, 1.5, 2.5,3.5, 4.5, 5.5, … )의 진동레벨을 변조 주파수 분석제어(S30)로 확인하고, 홀수차 배수로부터 진동신호기반 분석제어(S40)로 현재 고장의 주요 신호 발생 기통을 정확히 판단한 후 크랭크 각도 기반 분석 제어(S50)로 연소 이상 실린더 판별의 정확성을 확보하여 준다.In particular, the engine vibration signal analysis control (S10 to S60) is subjected to down sampling for the vibration frequency selection control (S10 to S20) of the vibration signal measured during engine operation, and is converted to FFT (Fast Fourier Transform) under normal conditions. Frequency analysis control (S30) to modulate the vibration level of the odd multiples of the 0.5th order (0.5, 1.5, 2.5,3.5, 4.5, 5.5, ...) compared to the rotation integer multiples (1,2,3,4,5, …) of ), and after accurately determining the main signal generating cylinder of the current failure with the vibration signal-based analysis control (S40) from the odd multiple, the crank angle-based analysis control (S50) ensures the accuracy of determining the cylinder for combustion abnormality.

그 결과 상기 기계적 연소 이상 진단 판단방법은 엔진진동신호를 이용한 기계적 연소 이상 진단 판단방법으로 특징되고, 상기 엔진진동신호를 이용한 기계적 연소 이상 진단 판단방법은 하기와 같은 장점을 구현할 수 있다.As a result, the mechanical combustion abnormality diagnosis determination method is characterized as a mechanical combustion abnormality diagnosis determination method using an engine vibration signal, and the mechanical combustion abnormality diagnosis determination method using the engine vibration signal can implement the following advantages.

첫째, 크랭크 각도를 기준으로 분석된 신호를 기반으로 현재 고장 발생 유무를 판단하고 고장의 주요 신호가 어떤 기통에서 발생하는 지에 대한 판단이 가능하다. 둘째, 크랭크 각도를 기준으로 판단하여 문제 진동이 크게 발생하는 영역을 실린더 별 TDC를 기준으로 구분이 가능하다. 셋째, 문제 진동 발생 시 엔진 회전의 자연수의 배율이 아닌 불규칙적으로 진동이 발생하기 때문에 0.5차 성분이 크게 발생하게 됨을 착안함으로써 0.5차의 홀수배 성분을 갖는 성분들의 합의 크기로 문제 여부를 정확히 파악할 수 있다.First, based on the signal analyzed based on the crank angle, it is possible to determine whether a current failure has occurred and to determine which cylinder the main signal of the failure occurs in. Second, by judging based on the crank angle, it is possible to classify the area where the problem vibration occurs greatly based on the TDC for each cylinder. Third, when a problem vibration occurs, it is possible to accurately determine whether there is a problem by the size of the sum of components having an odd multiple of 0.5th order by paying attention to the fact that the 0.5th order component is large because the vibration occurs irregularly, not at the multiplier of the natural number of engine rotation. have.

도 3을 참조하면, 연소 이상 진단 시스템(1)은 엔진(10), 진동 신호 측정 장치(21,23,25) 및 진단 컨트롤러(30)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the combustion abnormality diagnosis system 1 includes an engine 10 , vibration signal measuring devices 21 , 23 , 25 , and a diagnosis controller 30 .

구체적으로 상기 엔진(10)은 통상적인 가솔린 또는 디젤 엔진이고, 상기 진동 신호 측정 장치(21,23,25)는 엔진 블록에 장착되어 엔진 운전 시 엔진(10)에서 발생되는 진동을 주파수 신호로 검출하는 진동센서(21), 엔진(10)의 피스톤 행정으로 회전되는 크랭크샤프트의 회전각을 검출하는 크랭크 각도 센서(23), 실린더 헤드에서 밸브 시스템을 동작시키는 캠 샤프트의 회전각을 검출하는 캠 센서(25)로 구성된다.Specifically, the engine 10 is a conventional gasoline or diesel engine, and the vibration signal measuring devices 21 , 23 , and 25 are mounted on the engine block and detect vibrations generated in the engine 10 as a frequency signal during engine operation. a vibration sensor 21 to perform a motion, a crank angle sensor 23 for detecting a rotation angle of the crankshaft rotated by the piston stroke of the engine 10, and a cam sensor for detecting a rotation angle of a camshaft operating the valve system in the cylinder head It consists of (25).

또한, 상기 진동센서(21)와 상기 크랭크 각도 센서(23) 및 상기 캠 센서(25)는 진단 컨트롤러(30)와 CAN(Controller Area Network)을 통신 네트워크로 이용하고, 상기 CAN은 상기 진동센서(21)의 진동 신호, 상기 크랭크 각도 센서(23)의 크랭크 각도 신호, 상기 캠 센서(25)의 캠 각도 신호가 진단 컨트롤러(30)에 입력 데이터로 제공되도록 한다.In addition, the vibration sensor 21, the crank angle sensor 23, and the cam sensor 25 use the diagnostic controller 30 and a controller area network (CAN) as a communication network, and the CAN is the vibration sensor ( 21), the crank angle signal of the crank angle sensor 23, and the cam angle signal of the cam sensor 25 are provided to the diagnostic controller 30 as input data.

구체적으로 상기 진단 컨트롤러(30)는 진동 신호와 크랭크 각도 및 캠 각도를 입력 데이터로 활용함으로써 진동신호 기반 기계적 이상 진단 판단, 진동신호에 대한 크랭크 각도 기반 분석을 이용한 문제 실린더(즉. 기통) 판단, 시간 기반 변조 주파수 분석을 통한 문제 여부 판단 등을 로직 프로세싱하여 준다.Specifically, the diagnostic controller 30 utilizes the vibration signal, crank angle, and cam angle as input data to determine a vibration signal-based mechanical abnormality diagnosis, determine a problem cylinder (ie, cylinder) using a crank angle-based analysis of the vibration signal, Logic processing is performed to determine whether there is a problem through time-based modulation frequency analysis.

특히 상기 진단 컨트롤러(30)는 변조 주파수 분석제어(S30)와 진동신호기반 분석제어(S40) 및 크랭크 각도 기반 분석 제어(S50)에 대한 프로그램 또는 알고리즘이 메모리에 탑재되고, 프로그램 또는 알고리즘의 로직 프로세싱을 구현하는 중앙처리기(Central Processing Unit)로 작동된다.In particular, the diagnostic controller 30 is equipped with a program or algorithm for modulation frequency analysis control (S30), vibration signal-based analysis control (S40), and crank angle-based analysis control (S50) in a memory, and logic processing of the program or algorithm It operates as a central processing unit that implements

이를 위해 상기 프로그램 또는 알고리즘은 진동센서(21)의 변조 주파수 분석 및 시간 기반 주파수 분석을 진동 주파수 기반으로 수행하는 부분 및 진동센서(21)의 진동 주파수와 크랭크 각도 센서(23)의 크랭크 각도 및 캠 센서(25)의 캠 각도 분석을 크랭크각도 기반으로 수행하는 부분으로 구분된다. 이를 위해 상기 진단 컨트롤러(30)는 진동 주파수 기반 수행을 위한 진동 분석 모듈, 크랭크각도 기반 수행을 위한 크랭크 분석 모듈이 구비될 수 있다.To this end, the program or algorithm performs the modulation frequency analysis and time-based frequency analysis of the vibration sensor 21 based on the vibration frequency, and the vibration frequency of the vibration sensor 21 and the crank angle and the cam of the crank angle sensor 23 . The cam angle analysis of the sensor 25 is divided into a part that is performed based on the crank angle. To this end, the diagnosis controller 30 may include a vibration analysis module for performing vibration frequency-based performance and a crank analysis module for performing crank angle-based performance.

이하, 도 1 및 도 2의 엔진진동신호를 이용한 기계적 연소 이상 진단 판단방법이 도 3 내지 도 9를 참조로 상세히 설명된다. 이 경우 제어 주체는 진단 컨트롤러(30)이고, 제어대상은 엔진(10) 및 인젝터 연료분사 패턴이다.Hereinafter, a method for diagnosing mechanical combustion abnormality using the engine vibration signal of FIGS. 1 and 2 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 9 . In this case, the control subject is the diagnostic controller 30 , and the control object is the engine 10 and the injector fuel injection pattern.

먼저, 진단 컨트롤러(30)는 엔진(10)의 진동 주파수 선정 제어(S10~S20)를 S10의 엔진 운전에 따른 진동신호 측정 단계, S20의 분석 주파수 영역 선정 단계로 수행한다.First, the diagnostic controller 30 performs vibration frequency selection control (S10 to S20) of the engine 10 as a vibration signal measurement step according to engine operation in S10 and an analysis frequency region selection step in S20.

도 3을 참조하면, 진단 컨트롤러(30)는 운전중인 엔진(10)에서 크랭크 각도 센서(23)가 검출한 크랭크 각도 및 캠 센서(25)가 검출한 캠 각도와 함께 엔진 블록의 진동센서(21)가 검출한 진동 신호가 CAN을 통해 입력 데이터로 확인함으로써 엔진 운전에 따른 진동신호 측정(S10)을 수행한다. 그러므로 진단 컨트롤러(30)는 진동 신호와 함께 크랭크 각도와 캠 각도 및 진동 신호를 읽어들임으로써 엔진 운전에 따른 진동신호 측정(S10)을 수행한다.Referring to FIG. 3 , the diagnostic controller 30 includes the vibration sensor 21 of the engine block together with the crank angle detected by the crank angle sensor 23 and the cam angle detected by the cam sensor 25 in the engine 10 in operation. ) by checking the detected vibration signal as input data through CAN to measure the vibration signal according to engine operation (S10). Therefore, the diagnostic controller 30 reads the crank angle, the cam angle, and the vibration signal together with the vibration signal to measure the vibration signal according to the engine operation ( S10 ).

또한, 진단 컨트롤러(30)는 진동 분석 모듈(31)에서 지속적으로 측정되는 진동 신호의 소음 데이터를 BPF(Band Pass Filter) 처리로 분석 주파수 영역 선정(S20)을 수행함으로써 문제 발생 조건과 정상 조건의 소음/진동 상관성 분석을 통한 주파수 영역 정의가 이루어진다. 이 경우 상기 BPF 처리는 500Hz의 저역필터(Low Pass Filter)와 3000Hz의 고역필터(High Pass Filter)를 적용한다. 특히 상기 BPF(Band Pass Filter)는 Butterworth Filter로 대체될 수 있다.In addition, the diagnostic controller 30 analyzes the noise data of the vibration signal continuously measured by the vibration analysis module 31 through BPF (Band Pass Filter) processing and selects the frequency region (S20) to determine the problem occurrence condition and the normal condition. Frequency domain definition is made through noise/vibration correlation analysis. In this case, the BPF process applies a low pass filter of 500 Hz and a high pass filter of 3000 Hz. In particular, the BPF (Band Pass Filter) may be replaced with a Butterworth Filter.

도 4를 참조하면, 진단 컨트롤러(30)는 BPF 처리로 상관성 값이 큰 진동 데이터 1,2를 획득할 수 있고, 이러한 진동 데이터 1,2로부터 500 ~ 3000Hz 대역이 문제 발생조건에서 상관성 값이 커지고 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4 , the diagnostic controller 30 may acquire vibration data 1 and 2 having a large correlation value through BPF processing, and from the vibration data 1 and 2, the correlation value increases in the 500 to 3000 Hz band under the problem occurrence condition. it can be seen that there is

이로부터 상기 분석 주파수 영역 선정(S20)은 엔진(10)의 운전에 따른 진동신호에 대해 문제 발생 조건과 정상 조건의 소음/진동 상관성 분석을 통한 주파수 영역 정의가 이루어지고, 문제 발생조건에서 상관성 값이 커지는 500 ~ 3000Hz 대역의 주파수 영역이 상관성 비례 분석 주파수 영역으로 선정된다.From this, the analysis frequency domain selection (S20) is a frequency domain definition through the noise/vibration correlation analysis of the problem occurrence condition and the normal condition for the vibration signal according to the operation of the engine 10, and the correlation value in the problem occurrence condition This increasing frequency region of the 500 ~ 3000 Hz band is selected as the correlation proportional analysis frequency region.

이어, 진단 컨트롤러(30)는 변조 주파수 분석제어(S30)를 S31의 다운 샘플링(Down sampling)의 수행 단계, S32의 Hilbert 변환 단계, S33의 Envelope 변환 단계, S34의 다운 샘플링(Down sampling)의 반복 수행 단계, S35의 저역필터(Low Pass Filter) 처리 단계, S36의 다운 샘플링(Down sampling)의 재 수행 단계, S37의 FFT(Fast Fourier Transform) 변환 단계로 수행한다. 이 경우 상기 다운 샘플링(Down sampling)은 모든 것을 다 함축하여 담지 못할 데이터의 크기 감소를 위해 신호의 원래 샘플링 비(Sampling Rate)를 낮추는 신호 처리 과정을 의미한다.Next, the diagnostic controller 30 repeats the modulation frequency analysis control (S30) of the down sampling step of S31, the Hilbert conversion step of S32, the envelope conversion step of S33, and the down sampling of S34. It is performed as a performing step, a low pass filter processing step of S35, a re-performing step of down sampling in S36, and a Fast Fourier Transform (FFT) transformation step of S37. In this case, the down sampling refers to a signal processing process of lowering the original sampling rate of a signal in order to reduce the size of data that cannot be contained by implying everything.

도 5를 참조하면, 진단 컨트롤러(30)는 진동 분석 프로그램 또는 로직으로 실시간 계산을 위하여 측정 시각 기준 2sec 이전 시간 데이터를 상관성 비례 분석 주파수 영역으로 하여 변조 주파수(Modulation Frequency)에 의한 500 ~ 3000Hz 대역의 크기 계산을 수행한다.Referring to FIG. 5 , the diagnostic controller 30 uses time data 2 sec before the measurement time reference as a correlation proportional analysis frequency domain for real-time calculation with a vibration analysis program or logic in a 500 to 3000 Hz band by a modulation frequency. Perform size calculations.

이를 위해 진폭변조신호(Amplitude Modulation Signal)는 변조 주파수와 변조 인덱스(Modulation Index )를 이용하여 변조 주파수 크기로 계산된다.To this end, an amplitude modulation signal is calculated as a modulation frequency magnitude using a modulation frequency and a modulation index.

신호 : x(t) = Ac(t)x(1 + m cos(ωmt) x cos(ωmt)Signal: x(t) = A c (t)x(1 + m cos(ω m t) x cos(ω m t)

변조 주파수 식 : fm(HZ) = ωm/2πModulation frequency formula: f m (HZ) = ω m /2π

변조 인덱스 식 : m = Am/Ac Modulation index formula: m = A m /A c

여기서 “t"는 시간(초)이고, “Am“은 고주파 가진의 진폭이고, ”Ac“는 저주파 가진의 진폭이며, “m"은 고주파 가진 진폭에 대한 저주파 가진 진폭의 비율을 나타내는 변조 인덱스이고, “ωm”은 변조파의 각주파수이며, “fm(HZ)”은 고주파 성분을 전달시키는 저주파 성분을 나타내는 변조 주파수이다.where “t” is the time in seconds, “A m “ is the amplitude of the high-frequency excitation, “A c “ is the amplitude of the low-frequency excitation, and “m” is the modulation representing the ratio of the low-frequency excitation amplitude to the high-frequency excitation amplitude. index, “ω m ” is the angular frequency of the modulated wave, and “f m (HZ)” is the modulation frequency representing the low-frequency component that transmits the high-frequency component.

일례로 상기 다운 샘플링 수행(S31)은 신호(즉, 500 ~ 3000Hz 대역의 상관성 비례 분석 주파수 영역)에 대한 1초 동안의 데이터 수집량인 샘플링 속도(Sampling Rate)를 낮추는 1차 다운 샘플링 처리이다, 상기 다운 샘플링 반복 수행(S34)은 Hilbert/Envelope 변환된 신호에 대한 1초 동안의 데이터 수집량인 샘플링 속도(Sampling Rate)를 낮추는 2차 다운 샘플링 처리로서, 특히 저역필터(Low Pass Filter) 주파수를 고려하여 수행된다, 상기 다운 샘플링 재 수행(S36)은 저역필터(Low Pass Filter) 처리된 신호에 대한 1초 동안의 데이터 수집량인 샘플링 속도(Sampling Rate)를 낮추는 3차 다운 샘플링 처리이다.As an example, the down-sampling (S31) is a primary down-sampling process for lowering the sampling rate, which is the amount of data collected for 1 second for a signal (that is, the correlation proportional analysis frequency domain of the 500 to 3000 Hz band), the Repeat downsampling (S34) is a secondary downsampling process that lowers the sampling rate, which is the amount of data collected for 1 second for the Hilbert/Envelope converted signal, especially considering the low pass filter frequency. The down-sampling re-performing ( S36 ) is a tertiary down-sampling process for lowering the sampling rate, which is the data collection amount for 1 second for the low-pass filter-processed signal.

일례로 상기 Hilbert 변환(S32)은 90도 상변화로 cos(ωmt)를 sin(ωmt)로 변환하고, 변환된 진폭(Amplitude)을 그려 포락선(Envelope Formation)을 추출한다. 상기 Envelope 변환(S33)은 파형의 끝을 서로 연결하여 파형을 둘러싸듯이 그려진 선을 추출한다.For example, the Hilbert transformation (S32) converts cos(ω m t) into sin(ω m t) with a 90 degree phase change, draws the converted amplitude, and extracts an envelope formation. The envelope transformation (S33) extracts a line drawn so as to surround the waveform by connecting the ends of the waveform to each other.

일례로 상기 저역필터 처리(S35)는 신호의 높은 주파수 성분 차단하면서 낮은 주파수 성분을 통과시킴으로써 300Hz를 Low Pass Frequency로 한다. 상기 FFT 변환(S37)은 이산시간신호 주파수영역해석, 주파수영역에서의 합성곱계산, 상관함수의 계산, 수치해석 등의 고속계산을 위해서 사용한다. 이 경우 상기 FFT 변환에는 윈도우로 비주기적인 신호를 주기적인 신호로 바꿔주는 Hanning Window에서 Hanning Window Overlap 66%를 적용해 윈도우 효과의 누락 부분 방지를 위한 데이터 중첩이 적용된다.For example, in the low pass filter processing ( S35 ), 300 Hz is set as a Low Pass Frequency by passing a low frequency component while blocking a high frequency component of the signal. The FFT transform (S37) is used for high-speed calculations such as frequency domain analysis of discrete time signals, convolution calculations in frequency domain, correlation function calculation, numerical analysis, and the like. In this case, in the FFT transformation, Hanning Window Overlap 66% is applied in Hanning Window, which converts an aperiodic signal into a periodic signal with a window, so that data overlap is applied to prevent omission of the window effect.

이로부터 상기 변조 주파수 분석제어(S30)는 측정된 진동 신호에 BPF(Band Pass Filter)로 신호 필터링한 진동 주파수 선정 제어(S10~S20)에서 얻은 상관성 비례 분석 주파수 영역(예, 500~3000Hz)으로부터 엔진에서 발생하는 가진력에 의한 신호 성분을 구분함으로써 기계적 이상 발생 여부에 의한 문제 발생 시 가진에 의한 진동 발생 크기 확인에 기여한다.From this, the modulation frequency analysis control (S30) is performed from the correlation proportional analysis frequency region (eg, 500 to 3000 Hz) obtained in the vibration frequency selection control (S10 to S20) in which the measured vibration signal is filtered with a band pass filter (BPF). By classifying the signal component by the excitation force generated in the engine, it contributes to the confirmation of the magnitude of the vibration caused by the excitation when a problem occurs due to the occurrence of mechanical abnormalities.

이후 진단 컨트롤러(30)는 진동신호기반 분석제어(S40)를 S41의 주파수 배수 피크검출 단계, S42의 피크 인덱스 적용 단계, S43의 피크 인덱스 판단 단계, S44의 이상 연소에 따른 문제 발생 확인 단계로 수행한다.Thereafter, the diagnostic controller 30 performs the vibration signal-based analysis control (S40) in the frequency multiple peak detection step of S41, the peak index application step of S42, the peak index determination step of S43, and the problem occurrence confirmation step of S44 due to abnormal combustion. do.

도 6을 참조하면, 진단 컨트롤러(30)는 정상조건의 진동 신호 분석 결과 대비 문제 발생 조건의 진동 신호 분석 결과를 예시한다.Referring to FIG. 6 , the diagnostic controller 30 exemplifies the vibration signal analysis result under the problem occurrence condition compared to the vibration signal analysis result under the normal condition.

도시된 바와 같이, 상기 정상조건에서는 회전의 정수차 배수(1,2,3,4,5, … )에 의한 진동 레벨이 크게 발생함이 예시하지만, 상기 문제 발생 조건에서는 정상조건 대비 회전에 0.5차의 홀수 배수(0.5, 1.5, 2.5,3.5, 4.5, 5.5, … )에 의한 진동레벨이 상대적으로 크게 발생함이 예시된다. 이러한 이유는 특정 실린더(예, 문제 부품 장착 실린더)에서 가진에 의한 진동 레벨이 크게 발생하기 때문이다.As shown, in the normal condition, it is exemplified that the vibration level due to the integer multiple of rotation (1,2,3,4,5, ...) is greatly generated, but in the above problematic condition, 0.5 in rotation compared to the normal condition It is exemplified that the vibration level caused by the odd multiples (0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5.5, ...) of the difference is relatively large. The reason for this is that the level of vibration caused by excitation in a specific cylinder (eg, a cylinder with problem parts) is large.

일례로 상기 주파수 배수 피크검출(S41)은 정상조건 대비 회전에 0.5차 홀수 배수 차(0.5, 1.5, 2.5,3.5, 4.5, 5.5, … )의 합산으로부터 얻은 피크(Peak) 평균값을 주파수 배수 피크로 설정한다.For example, in the frequency multiple peak detection (S41), the average value of the peak obtained from the summation of the 0.5 order odd multiple difference (0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5.5, ...) in rotation compared to the normal condition is used as the frequency multiple peak. set

일례로 상기 피크 인덱스 적용(S42)은 피크 인덱스(Index) 누적식을 적용하고, 상기 피크 인덱스 판단(S43)은 피크 인덱스 판별식을 적용한다.For example, the peak index application ( S42 ) applies a peak index accumulation formula, and the peak index determination ( S43 ) applies a peak index discriminant.

피크 인덱스 누적식 : I

Figure pat00001
Peak index cumulative formula: I
Figure pat00001

피크 인덱스 판별식 : Index > KPeak index discriminant: Index > K

여기서 “N"은 HOMI(Half Order Modulation Index)의 횟수로 약 10을 적용하고, ”K"는 피크 인덱스 설정값(Threshold)으로 약 10(Dimensionless)을 적용한다.Here, "N" applies about 10 as the number of HOMI (Half Order Modulation Index), and "K" applies about 10 (Dimensionless) as the peak index set value (Threshold).

일례로 상기 이상 연소에 따른 문제 발생 확인(S44)은 피크 인덱스(Index)의 누적 값이 10보다 큰 경우 이루어진다.As an example, the check for occurrence of a problem due to the abnormal combustion ( S44 ) is performed when the accumulated value of the peak index is greater than 10.

도 7을 참조하면, 녹(Knock) 센서 신호를 이용한 HOMI6 분석 결과 1300RPM 조건이 가장 이상 진단 판단 성능이 우수함을 예시하지만 감도가 높은 진동센서는 더 좋은 판단 성능을 나타냄이 실험적으로 증명되었다.Referring to FIG. 7 , as a result of HOMI6 analysis using a knock sensor signal, the 1300RPM condition exemplifies the best abnormal diagnosis judgment performance, but it has been experimentally proven that a vibration sensor with high sensitivity exhibits better judgment performance.

Figure pat00002
Figure pat00002

HOMIN : Half Order Modulation Index (N 개)HOMI N : Half Order Modulation Index (N)

이로부터 상기 진동신호기반 분석제어(S40)는 크랭크 각도 기반 분석가능하면서 소음 신호대비 지연측면에 유리한 진동 신호를 사용함으로써 크랭크 각도를 기준으로 분석된 신호 기반으로 연소 이상 문제발생이 확인되고, 이러한 연소 이상 문제발생으로 통해 현재 고장의 주요 신호를 발생하는 기통 판단의 정확성을 향상시켜 준다.From this, the vibration signal-based analysis control (S40) uses a vibration signal that is advantageous in terms of delay compared to noise signal while being able to analyze based on crank angle, so that the occurrence of a combustion abnormality problem is confirmed based on the signal analyzed based on the crank angle, and such combustion It improves the accuracy of determining the cylinder that generates the main signal of the current failure through the occurrence of an abnormal problem.

최종적으로 진단 컨트롤러(30)는 크랭크 각도 기반 분석 제어(S50)를 수행한 결과로부터 S60의 문제발생 실린더 확인 단계에서 문제발생 실린더 분석 결과를 확정한다.Finally, the diagnostic controller 30 confirms the problem cylinder analysis result in the problem cylinder confirmation step of S60 from the result of performing the crank angle based analysis control ( S50 ).

그 결과 진단 컨트롤러(30)는 상기 문제발생 실린더 확인(S60)에서 연소 이상 문제발생이 확인되지 않은 경우 S10의 진동신호 측정 단계로 복귀하여 연소 이상 진단 절차를 반복하는 반면 연소 이상 문제발생이 확인된 경우 진단로직을 종료하면서 연소 이상을 일으킨 문제발생 실린더에 대해 부저나 문자 알림을 수행한 후 메모리에 연소 이상 문제발생 실린더를 저장한다.As a result, the diagnostic controller 30 returns to the vibration signal measurement step of S10 and repeats the combustion abnormal diagnosis procedure when the occurrence of a combustion abnormality problem is not confirmed in the problem occurrence cylinder confirmation (S60), while the combustion abnormality problem occurrence is confirmed. In this case, after terminating the diagnostic logic, a buzzer or text notification is performed for the cylinder with the problem with combustion, and then the cylinder with the problem with combustion is stored in the memory.

한편, 도 2를 참조하면, 진단 컨트롤러(30)는 크랭크 각도 기반 분석 제어(S50)를 변조 주파수 분석제어(S30)에서 문제발생 상황에 대한 연소 이상 문제발생 실린더를 확정한 다음, S51의 실린더 영역별 크랭크 각도 기준 구분 단계, S52의 피크 값 판별 단계, S53의 문제 발생 실린더 판단 단계를 수행한다.On the other hand, referring to FIG. 2 , the diagnostic controller 30 modulates the crank angle-based analysis control ( S50 ) and modulates the frequency analysis control ( S30 ) to determine the cylinder where the combustion abnormality occurs for the problem occurrence situation, and then the cylinder area of S51 The step of discriminating based on the crank angle for each star, the step of determining the peak value of S52, and the step of determining the cylinder with the problem of S53 are performed.

도 8을 참조하면, 상기 변조 주파수 분석제어(S30)는 S31의 다운 샘플링(Down sampling)의 수행 단계, S32의 Hilbert 변환 단계, S33의 Envelope 변환 단계, S34의 다운 샘플링(Down sampling)의 반복 수행 단계, S35의 저역필터(Low Pass Filter) 처리 단계, S36의 다운 샘플링(Down sampling)의 재 수행 단계로 수행된다. 그러므로 진단 컨트롤러(30)는 S51의 실린더 영역별 크랭크 각도 기준 구분 단계에서 다운 샘플링(Down sampling) 재 수행(S36)의 결과 값을 이용함으로써 크랭크 각도 기반 분석 제어(S50)에선 S37의 FFT 변환 단계가 수행되지 않는 차이가 있다.Referring to FIG. 8 , the modulation frequency analysis control ( S30 ) repeats the down sampling step of S31 , the Hilbert transform step of S32 , the envelope conversion step of S33 , and down sampling of S34 repeatedly. Step, a low pass filter processing step of S35, and a re-performing step of down sampling of S36 are performed. Therefore, the diagnostic controller 30 uses the result value of down sampling re-performation (S36) in the crank angle reference classification step for each cylinder area of S51, so that the FFT conversion step of S37 is performed in the crank angle based analysis control (S50). There are differences that are not performed.

또한, 진단 컨트롤러(30)는 크랭크 분석 프로그램 또는 로직으로 문제발생 현상의 실린더에 대한 실시간 계산을 위하여 측정 시각 기준 2sec 이전 시간 데이터를 시간(Time) 기반 진동신호로 하고, 이를 크랭크 각도와 캠 각도에 대한 크랭크 각도 신호와 합쳐 획득한 크랭크 각도 기반 진동분석 결과를 얻어 Envelope 분석으로 실린더 영역별 크랭크 각도 기준 구분(S51)을 수행함으로써 크랭크 각도 기반 Envelope 분석 결과를 획득한다. 이 경우 상기 크랭크 각도 기반 Envelope 분석 결과는 엔진(10)의 4기통에 대해 실린더 #1(Cyl1), 실린더 #3(Cyl3), 실린더 #4(Cyl4), 실린더 #2(Cyl2)의 영역을 크랭크각도 기준으로 구분하여 준다.In addition, the diagnostic controller 30 uses the time data 2 sec prior to the measurement time as a time-based vibration signal for real-time calculation of the cylinder of the problem occurrence with the crank analysis program or logic, and uses this as a time-based vibration signal to calculate the crank angle and the cam angle. The crank angle-based vibration analysis result obtained by combining with the crank angle signal for the crank angle is obtained and the crank angle-based envelope analysis result is obtained by performing the crank angle reference classification (S51) for each cylinder area by the envelope analysis. In this case, the crank angle-based envelope analysis result is the crank angle of cylinder #1 (Cyl1), cylinder #3 (Cyl3), cylinder #4 (Cyl4), and cylinder #2 (Cyl2) for the four cylinders of the engine 10 . Divided by angle.

그 결과 상기 실린더 영역별 크랭크 각도 기준 구분(S51)은 실린더 #1~#4 영역 중 특정 실린더를 문제 발생 실린더로 특정할 수 있는 설정값(Threshold) 이상을 갖는 Envelope 분석 값의 영역 피크 값(Cylinder Peak Value)을 산출한다. 이 경우 설정값(Threshold) 이상의 영역 피크 값(Cylinder Peak Value)은 실린더 #3 및 실린더 #4에서 발생되었음이 확인된다.As a result, the crank angle reference classification (S51) for each cylinder area is the area peak value (Cylinder) of the envelope analysis value having a set value (Threshold) or more that can specify a specific cylinder as a problem cylinder among cylinders #1 to #4. Peak Value) is calculated. In this case, it is confirmed that the Cylinder Peak Value above the threshold occurred in cylinder #3 and cylinder #4.

일례로 상기 피크 값 판별(S520은 영역 피크 값 판별식을 적용하고, 문제 발생 실린더 판단(S53)은 설정값(Threshold) 이상의 영역 피크 값이 나타난 실린더로 결정된다.For example, the peak value determination (S520) applies the regional peak value discriminant, and the problem occurrence cylinder determination (S53) is determined to be a cylinder with a region peak value greater than or equal to a set value (Threshold).

영역 피크 값 판별식 : 영역내의 Peak 값 > AArea peak value discriminant: Peak value within the area > A

여기서 “A"는 문제 발생 결정 설정값(Threshold)으로 약 50(Dimensionless)을 적용한다.Here, “A” is the problem occurrence determination threshold, and about 50 (Dimensionless) is applied.

도 9를 참조하면, 상기 크랭크 각도 기반 분석 제어(S50)로 얻은 문제 발생 실린더에 대한 실험결과가 예시된다.Referring to FIG. 9 , the experimental results for the problematic cylinder obtained by the crank angle based analysis control ( S50 ) are exemplified.

도시된 바와 같이, 측정된 진동신호의 BPF(Band Pass Filter) 통과 후 Down Sampling과 Hilbert Transform 을 통하여 얻어진 Envelope을 크랭크 각도 기반으로 분석하여 각 실린더의 TDC 기준으로 구분하면 문제 발생 실린더를 구분한 상태가 예시된다.As shown, after passing the BPF (Band Pass Filter) of the measured vibration signal, the envelope obtained through Down Sampling and Hilbert Transform is analyzed based on the crank angle and classified according to the TDC standard of each cylinder. is exemplified

그러므로 필터링 된 진동 신호(크랭크 기반 분석)와 필터링 된 진동 신호의 포락선 분석(크랭크 기반분석)로부터 Envelope의 Peak 값이 Threshold(100) 미만인 정상엔진 대비 실린더 #3(Cyl3)/실린더 #4(Cyl4)의 영역에서 실린더 #3(Cyl3) 및 실린더 #4(Cyl4) 또는 실린더 #3(Cyl3) 또는 실린더 #4(Cyl4)가 Envelope의 Peak 값이 Threshold(100)를 넘는 연소이상 문제발생 실린더로 확인됨이 결과 분석으로 예시됨을 알 수 있다.Therefore, from the filtered vibration signal (crank-based analysis) and the envelope analysis of the filtered vibration signal (crank-based analysis), cylinder #3(Cyl3)/cylinder #4(Cyl4) compared to the normal engine whose Envelope peak value is less than Threshold(100) Cylinder #3 (Cyl3) and cylinder #4 (Cyl4) or cylinder #3 (Cyl3) or cylinder #4 (Cyl4) in the area of It can be seen that this result is exemplified by the analysis.

이로부터 상기 크랭크 각도 기반 분석 제어(S50)는 크랭크 각도 기준에 따른 큰 문제 진동 영역의 실린더 별 TDC(Top Dead Center)기준 구분으로 불규칙 진동의 홀수배 차 성분 합 크기를 이용함으로써 실린더 #1~#4 영역 중 연소이상을 발생시키는 문제 실린더 파악의 정확성을 크게 높여준다.From this, the crank angle-based analysis control (S50) is performed by using the sum size of the odd multiple difference component of the irregular vibration as a TDC (Top Dead Center) standard for each cylinder in the large problem vibration area according to the crank angle standard. It greatly improves the accuracy of identifying the problem cylinder that causes combustion abnormality among the 4 areas.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 엔진(10)의 연소 이상 진단 시스템(1)에 적용된 엔진진동신호를 이용한 기계적 연소 이상 진단 판단방법은 진단 컨트롤러(30)에 의해 엔진(10)의 회전 가진에 의한 신호 성분이 포함되어 측정된 진동신호에 대한 변조 주파수 변환(Modulation Frequency Transform)이 수행되고, 주파수 배수 피크가 정수차 배수의 정상조건 진동 신호 분석 대비 문제 발생 조건 진동 신호 분석의 홀수차 배수로 확인되며, 설정값(Threshold) 이상의 영역 피크 값으로 연소 이상 문제 발생 실린더가 판단되는 엔진 진동신호분석 제어(S10~S60)를 포함함으로써 진동 신호에서 추출한 정수배 차 대비 홀수배 차 성분으로부터 측정시점의 연소 이상 신호 발생 기통 판단이 정확하게 이루어진다.As described above, the method for diagnosing mechanical combustion abnormality using the engine vibration signal applied to the combustion abnormality diagnosis system 1 of the engine 10 according to the present embodiment is the rotational excitation of the engine 10 by the diagnostic controller 30 . Modulation frequency transformation is performed on the measured vibration signal including the signal component by And by including the engine vibration signal analysis control (S10~S60) in which the cylinder having a combustion abnormality problem is judged by the peak value of the region above the set value (Threshold), the combustion abnormality at the time of measurement from the integer multiple difference compared to the integer multiple difference extracted from the vibration signal Signal generation cylinder determination is made accurately.

1 : 연소 이상 진단 시스템 10 : 엔진
21 : 진동센서 23 : 크랭크 각도 센서
25 : 캠 센서 30 : 진단 컨트롤러
1: Combustion abnormal diagnosis system 10: Engine
21: vibration sensor 23: crank angle sensor
25: cam sensor 30: diagnostic controller

Claims (20)

노킹 샌서, 크랭크 포지션 센서, 캠 포지션 센서가 장착되어 있는 내연기관에 있어서,
진동신호를 크랭크 각도 기준으로 진동이 발생하는 영역을 실린더 별 TDC(TOP DEAD CENTER)를 기준으로 크기를 확인하여 내연기관의 이상 여부가 판단되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
In an internal combustion engine equipped with a knocking sensor, a crank position sensor, and a cam position sensor,
A method for diagnosing mechanical combustion abnormality, characterized in that it is determined whether the internal combustion engine is abnormal by checking the size of the area where vibration occurs based on the crank angle based on the TDC (TOP DEAD CENTER) for each cylinder.
청구항 1에 있어서, 상기 진동 신호는 상기 엔진의 엔진블록에 장작된 진동 센서로 측정되며, 상기 크랭크 각도는 상기 엔진의 크랭크 샤프트에서 검출되고, 상기 갬 각도는 상기 엔진의 캠 샤프트에서 검출되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 1, wherein the vibration signal is measured by a vibration sensor mounted on the engine block of the engine, the crank angle is detected in the crankshaft of the engine, and the camshaft angle is detected in the camshaft of the engine. A method for diagnosing mechanical combustion abnormalities using
청구항 1에 있어서, 상기 내연기관의 이상 여부 판단은 진단 컨트롤러에 의해 엔진의 회전 가진에 의한 신호 성분과 함께 측정된 진동신호에 대한 변조 주파수 변환(Modulation Frequency Transform), 정수차 배수 대비 홀수차 배수의 주파수 배수 피크 선정, 크랭크 각도와 갬 각도가 반영된 진동신호에 대한 영역 피크 값이 연소 이상 문제 발생 실린더 판정에 적용되는 엔진 진동신호분석 제어
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 1, wherein the determination of whether the internal combustion engine is abnormal is a modulation frequency transformation of a vibration signal measured together with a signal component due to rotational excitation of the engine by a diagnostic controller, Frequency multiple peak selection, engine vibration signal analysis control applied to the area peak value for vibration signal reflecting crank angle and opening angle to determine combustion abnormality problem cylinder
Method for diagnosing mechanical combustion abnormality, characterized in that consisting of.
청구항 3에 있어서, 상기 엔진 진동신호분석 제어는 상기 진동신호에서 문제 발생 조건과 정상 조건의 소음-진동 상관성 분석을 통해 문제 발생조건에서 상관성 값이 커지는 상관성 비례 분석 주파수 대역을 선정해 상기 변조 주파수 변환이 수행되는 변조 주파수 분석제어, 상기 상관성 비례 분석 주파수 대역을 이용하여 주파수 배수 피크가 정수차 배수의 정상조건 진동 신호 분석 대비 문제 발생 조건 진동 신호 분석의 상기 홀수차 배수로 확인되는 진동신호기반 분석제어, 상기 홀수차 배수 주파수를 이용하여 설정값(Threshold) 이상의 상기 영역 피크 값으로 연소 이상 문제 발생 실린더가 판단되는 크랭크 각도 기반 분석 제어
로 수행되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 3, wherein the engine vibration signal analysis control selects a correlation proportional analysis frequency band in which the correlation value increases under the problem occurrence condition through noise-vibration correlation analysis between the problem occurrence condition and the normal condition in the vibration signal to convert the modulation frequency This is performed modulation frequency analysis control, a vibration signal-based analysis control in which a frequency multiple peak is identified as an odd multiple of a problem occurrence condition vibration signal analysis compared to a normal condition vibration signal analysis of an integer multiple using the correlation proportional analysis frequency band; Crank angle-based analysis control in which a cylinder having a combustion abnormality problem is determined by the region peak value above a set value using the odd multiple frequency
Method for diagnosing mechanical combustion abnormality, characterized in that it is performed as
청구항 4에 있어서, 상기 상관성 비례 분석 주파수 대역은 BPF(Band Pass Filter)를 거쳐 500 ~ 3000Hz로 설정되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 4, wherein the correlation proportional analysis frequency band is set to 500 ~ 3000 Hz through a BPF (Band Pass Filter).
청구항 4에 있어서, 상기 홀수차 배수 주파수는 정수차 배수의 0.5차로 적용되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 4, wherein the odd-order multiple frequency is applied as a 0.5-order multiple of the integer multiple.
청구항 4에 있어서, 상기 변조 주파수 분석제어는 상기 상관성 비례 분석 주파수 대역에서 복수회의 다운 샘플링(Down sampling)이 수행되는 단계, 상기 복수회의 다운 샘플링 사이에서 Hilbert변환에 이어 Envelope 변환이 이루어지는 단계, 상기 복수회의 다운 샘플링 사이에서 저역필터(Low Pass Filter) 처리가 이루어지는 단계, 상기 복수회의 다운 샘플링 후 FFT(Fast Fourier Transform) 변환이 이루어지는 단계
로 수행되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 4, wherein the modulation frequency analysis control comprises the steps of performing down sampling a plurality of times in the correlation proportional analysis frequency band, performing Hilbert transform followed by Envelope transform between the multiple times of downsampling, and the plurality of A step of performing low-pass filter processing between downsampling times, and a step of performing FFT (Fast Fourier Transform) transformation after downsampling a plurality of times.
A method for diagnosing mechanical combustion abnormality, characterized in that it is performed as
청구항 7에 있어서, 상기 복수회의 다운 샘플링은 상기 상관성 비례 분석 주파수 대역으로 설정된 데이터에 대해 수행되는 1차 다운 샘플링, 상기 Envelope 변환된 데이터에 대해 수행되는 2차 다운 샘플링, 상기 저역필터 처리된 데이터에 대해 수행되는 3차 다운 샘플링으로 구분되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 7, wherein the plurality of down-sampling is a first-order down-sampling performed on the data set to the correlation proportional analysis frequency band, a second-order down-sampling performed on the envelope-converted data, and the low-pass filter-processed data. Method for diagnosing mechanical combustion abnormality, characterized in that it is divided into tertiary downsampling performed for
청구항 7에 있어서, 상기 저역필터는 300Hz로 설정되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method of claim 7, wherein the low-pass filter is set to 300 Hz.
청구항 7에 있어서, 상기 FFT 변환은 Hanning Window Overlap 66%를 적용해 주는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method for diagnosing mechanical combustion abnormality according to claim 7, wherein the FFT conversion is performed by applying a Hanning Window Overlap of 66%.
청구항 4에 있어서, 상기 진동신호기반 분석제어는 상기 홀수차 배수 주파수를 복수개로 하여 얻은 피크(Peak) 평균값이 상기 주파수 배수 피크로 검출되는 단계, 주파수 배수 피크 검출 횟수를 피크 인덱스로 하여 피크 인덱스 설정값(Threshold)과 비교되는 단계, 상기 피크 인덱스가 상기 피크 인덱스 설정값을 벗어나 이상 연소에 따른 문제 발생 확인이 이루어지는 단계
로 수행되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 4, wherein the vibration signal-based analysis control comprises the steps of: detecting a peak average value obtained by using a plurality of odd-order multiple frequencies as the frequency multiple peak; setting a peak index using the frequency multiple peak detection count as a peak index Comparing with a value (Threshold), the peak index is out of the set value of the peak index, checking the occurrence of a problem due to abnormal combustion
A method for diagnosing mechanical combustion abnormality, characterized in that it is performed as
청구항 11에 있어서, 상기 피크 인덱스 설정값은 10이 적용되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method of claim 11, wherein 10 is applied to the peak index setting value.
청구항 4에 있어서, 상기 크랭크 각도 기반 분석 제어는 상기 홀수차 배수 주파수에 대해 변조 주파수 분석이 이루어지는 단계, 상기 엔진의 실린더 영역별 크랭크 각도 기준 구분으로 영역 피크 값을 산출하여 문제 발생 결정 설정값(Threshold)과 비교되는 단계, 상기 영역 피크 값이 상기 문제 발생 결정 설정값을 벗어나 상기 문제 발생 실린더로 확정되는 단계
로 수행되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 4, wherein the crank angle-based analysis control comprises the steps of performing modulation frequency analysis on the odd multiple frequency, calculating a region peak value by dividing the crank angle reference for each cylinder region of the engine to determine the occurrence of a problem (Threshold) ) and the step of determining that the region peak value is out of the problem occurrence determination set value as the problem occurrence cylinder
A method for diagnosing mechanical combustion abnormality, characterized in that it is performed as
청구항 13에 있어서, 상기 변조 주파수 분석은 상기 홀수차 배수 주파수에 대해 1차 다운 샘플링(Down sampling)이 수행되는 단계, Hilbert 변환에 이어 Envelope 변환이 이루어지는 단계, 상기 Envelope 변환된 데이터에 대해 2차 다운 샘플링이 수행되는 단계, 저역필터(Low Pass Filter) 처리가 이루어지는 단계, 상기 저역필터 처리된 데이터에 대해 수행되는 3차 다운 샘플링이 수행되는 단계
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 13, wherein the modulation frequency analysis comprises performing a first down sampling step on the odd multiple frequency, performing an envelope transform following Hilbert transform, and performing a second downsampling on the envelope transformed data. Sampling is performed, low-pass filter processing is performed, and third-order down-sampling performed on the low-pass filter-processed data is performed
Method for diagnosing mechanical combustion abnormality, characterized in that consisting of.
청구항 13에 있어서, 상기 영역 피크 값의 산출은 시간(Time) 기반 진동신호를 크랭크/캠 각도 신호와 합쳐 크랭크 각도 기반 진동분석 결과를 얻어 Envelope 분석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method as set forth in claim 13 , wherein the calculation of the region peak value is carried out through envelope analysis by combining a time-based vibration signal with a crank/cam angle signal to obtain a crank angle-based vibration analysis result.
청구항 13에 있어서, 상기 문제 발생 결정 설정값은 50이 적용되는 것을 특징으로 하는 기계적 연소 이상 진단 판단방법.
The method according to claim 13, wherein 50 is applied to the set value for determining the occurrence of the problem.
엔진의 회전 가진에 의한 신호 성분이 포함되어 측정된 진동신호에 대한 변조 주파수 변환(Modulation Frequency Transform)이 수행되고, 주파수 배수 피크가 정수차 배수의 정상조건 진동 신호 분석 대비 문제 발생 조건 진동 신호 분석의 홀수차 배수로 확인되며, 크랭크 각도와 갬 각도가 반영된 실린더의 진동신호에 대한 영역 피크 값이 설정값(Threshold) 이상일 때 연소 이상 문제 발생 실린더를 판단 해주는 진단 컨트롤러;
상기 엔진의 엔진 블록에 장착되어 엔진 운전 시 엔진에서 발생되는 진동을 주파수 신호로 측정하는 진동센서
가 포함되는 것을 특징으로 하는 연소 이상 진단 시스템.
Modulation frequency transformation is performed on the measured vibration signal by including the signal component due to the rotational excitation of the engine, and the frequency multiple peak is an integer multiple of the normal condition vibration signal analysis compared to the normal condition vibration signal analysis. A diagnostic controller that determines a cylinder having a combustion problem when the peak value of the vibration signal of the cylinder, which is checked as an odd multiple, and the crank angle and the opening angle is greater than or equal to the set value (Threshold);
A vibration sensor that is mounted on the engine block of the engine and measures the vibration generated by the engine as a frequency signal during engine operation
Combustion abnormal diagnosis system, characterized in that it is included.
청구항 17에 있어서, 상기 진단 컨트롤러는 상기 크랭크 각도를 상기 엔진의 크랭크 샤프트에서 크랭크 각도 신호로 검출하고, 상기 갬 각도를 상기 엔진의 캠 샤프트에서 갬 각도 신호로 검출하는 것을 특징으로 하는 연소 이상 진단 시스템.
The combustion abnormality diagnosis system according to claim 17, wherein the diagnostic controller detects the crank angle as a crank angle signal from a crankshaft of the engine, and detects the offset angle as an offset signal from a camshaft of the engine. .
청구항 17에 있어서, 상기 진단 컨트롤러는 상기 진동센서의 진동 주파수를 이용하여 변조 주파수 분석 및 시간 기반 주파수 분석이 수행되는 것을 특징으로 하는 연소 이상 진단 시스템.
The combustion abnormality diagnosis system according to claim 17, wherein the diagnosis controller performs modulation frequency analysis and time-based frequency analysis using the vibration frequency of the vibration sensor.
청구항 17에 있어서, 상기 진단 컨트롤러는 상기 진동 주파수에 상기 크랭크 각도 및 상기 캠 각도를 조합한 크랭크각도 기반 분석으로 상기 영역 피크 값이 설정값(Threshold) 이상일 때 연소 이상 문제 발생 실린더를 판단 해주는 것을 특징으로 하는 연소 이상 진단 시스템.The method according to claim 17, wherein the diagnostic controller determines the cylinder in which the combustion abnormality occurs when the peak value of the region is greater than or equal to a set value (Threshold) through a crank angle-based analysis that combines the crank angle and the cam angle with the vibration frequency. combustion abnormality diagnosis system.
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