KR0180376B1 - 크랭크각 센서의 고장진단 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

엔진구동에 따라 회전하는 크랭크축의 회전수를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 크랭크각 감지수단과; 차량주행상태에 따라 작동하는 실린더를 각각 감지하여 각 실린더에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 기통 감지수단과; 상기 기통감지수단에서 출력되는 신호에 따라 현재 동력행정을 수행하는 실린더를 판별한 다음, 상기 판별된 실린더 감지신호가 출력되는 동안 크랭크각 감지수단에서 출력되는 신호의 펄스수를 카운트한 다음, 크랭크각 감지수단이 정상작동하는 경우에 판별된 실린더가 동력행정을 수행하는 동안 감지되는 크랭크각 신호의 펄스수인 설정값을 판독하여, 상기 카운트된 펄스수와 상기 설정값의 일치여부를 판단하여, 상기 카운트된 펄스수가 상기 설정값과 일치하지 않는 경우에 크랭크각 감지수단에 이상이 발생한 것으로 판단하고, 상기 카운트된 펄스수와 설정값이 일치하는 경우에는 계속하여 다음 동력행정을 수행하는 실림더를 감지하는 엔진 제어수단으로 이루어지는 크랭크각 센서의 고장진단 장치는, 크랭크각 센서에 이물질로 인하여 정확한 신호가 출력되지 않는 경우와 엔진스톨로 인한 일시적인 크랭크각 신호출력 정지상태여부를 판단하여, 보다 정확하게 크랭크각 센서의 고장여부를 판단하여 오판을 방지할 수 있으며 그 효과적인 방법을 제공할 수 있다.

Description

크랭크각 센서의 고장진단 장치 및 그 방법
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 크랭크각 센서의 고장진단 장치의 구성 블럭도이고,
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 크랭크각 감지부와 기통 감지부의 상세도이고,
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 각 센서신호의 출력 파형도이고,
제4도는 이 발명의 실시예에 따른 크랭크각 센서의 고장진단 장치의 동작 순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 크랭크각 감지부 20 : 실린더 감지부
30 : 제어부 40 : 경고부
이 발명은 크랭크각 센서의 고장진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 크랭크각 센서가 정상작동하는 경우에 차량의 각 실린더의 작동상태마다 감지되는 크랭크각 신호의 펄스수를 설정한 다음, 차량 주행중에 감지되는 크랭크각 신호의 펄스수를 카운트하여 설정된 값과 비교하므로써 보다 정확하게 크랭크각 센서의 이상유무를 판단할 수 있는 크랭크각 센서의 고장진단 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는데 있다.
일반적으로 크랭크각 센서에서 출력되는 신호는 엔진의 점화시기 제어에 있어서 중요한 요소이다. 크랭크각 센서로부터 점화시기 기준점에 해당하는 신호가 입력되면 엔진 제어부는 메모리내에 기억되어 있는 점화시기표에서 엔진회전수와 기본분사량에 대한 최적의 적정 점화시기 값을 선택하므로써, 최적 점화시기값을 구한 다음, 그에 따라 엔진의 점화를 제어하게 된다.
그러나, 상기한 크랭크각 센서에 이상이 발생하여 점화시기 기준점에 해당하는 신호가 입력되지 않는 경우에는, 적절한 엔진의 점화시기를 설정하지 못하여 엔진의 출력이 떨어지게 되므로, 크랭크각 센서의 작동상태를 진단장치에 의하여 항상 체크하게 된다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 각 센서와 액츄에이터에 전원을 공급하는 1개의 전원공급 릴레이를 사용하는 자동차 시스템에서, 엔진이 정지한 경우에도 일정시간동안 릴레이를 동작시켜 크랭크각 센서의 고장여부를 진단하는 기술이 대한민국 특허출원번호 제93-26038호(출원일 : 1993년 12월 1일)의 크랭크각 센서 고장진단 장치 및 그 방법에 기재되어 있으며, 또한, 크랭크각 센서의 신호가 출력되지 않는 경우에 실린더 신호의 출력여부를 판단하여, 실린더 신호가 출력되는 경우에 일정시간동안 크랭크각 신호가 출력되지 않는 경우에 크랭크각 센서에 고장이 발생한 것으로 판단하는 기술이 대한민국 특허출원번호 제94-16952호(출원일 1994년 7월 14일)의 크랭크각 센서 고장진단 장치 및 그 방법에 기재되어 있다.
그러나, 종래에는 크랭크각 센서에 이상이 발생하지 않아도 자동차가 주행중이다가 엔진이 스톨되는 경우에 크랭크각 신호가 출력되지 않는 경우가 발생하게 되어, 크랭크각 이상상태를 잘못 판단하게 되는 단점이 발생한다.
또한, 광학식 크랭크각 센서를 사용하는 경우에 슬릿(slit)에 이물질이 끼어 이상신호가 출력되는 경우가 발생한다.
그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 크랭크각 센서가 정상작동하는 경우에 차량의 각 실린더의 작동상태마다 감지되는 크랭크각 신호의 펄스수를 설정한 다음, 차량 주행중에 감지되는 크랭크각 신호의 펄스수를 카운트하여 설정된 값과 비교하므로써 보다 정확하게 크랭크각 센서의 이상유무를 판단할 수 있으며, 또한 특정 기통에 해당되는 크랭크각 센서의 고장을 검출하여 적절한 페일 셰이프(FAIL SAFE) 기능을 할 수 있는 크랭크각 센서의 고장진단 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는데 있다.
상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 엔진구동에 따라 회전하는 크랭크축의 회전수를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 크랭크각 감지수단과; 차량주행상태에 따라 작동하는 실린더를 각각 감지하여 각 실린더에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 기통 감지수단과; 상기 기통감지수단에서 출력되는 신호에 따라 현재 동력행정을 수행하는 실린더를 판별한 다음, 상기 실린더 감지신호가 출력되는 동안 크랭크각 감지수단에서 출력되는 신호의 펄스수를 카운트한 다음, 크랭크각 감지수단이 정상작동하는 경우에 판별된 실린더가 동력행정을 수행하는 동안 감지되는 크랭크각 신호의 펄스수인 설정값을 판독하여, 상기 카운트된 펄스수와 상기 설정값의 일치여부를 판단하여, 상기 카운트된 펄스수가 상기 설정값과 일치하지 않는 경우에 크랭크각 감지수단에 이상이 발생한 것으로 판단하고, 상기 카운트된 펄스구와 설정값이 일치하는 경우에는 계속하여 다음 동력행정을 수행하는 실린더를 감지하는 엔진 제어수단으로 이루어진다.
상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 다른 구성은, 자동차에 시동이 걸려 전원이 인가되면 모든 사용변수를 초기화한 다음, 기통감지수단에서 출력되는 신호에 따라 현재 동력행정을 수행하는 실린더를 감지하는 단계와; 상기에서 현재 동력행정을 수행하는 실린더를 감지한 다음 기통감지수단에서 감지신호가 출력되는 동안 크랭크각 신호의 펄스수를 카운트하는 단계와; 상기에서 카운트된 크랭크각 신호 펄스수와, 크랭크각 감지수단이 정상작동하는 경우에 판별된 실린더가 동력행정을 수행하는 동안 감지되는 크랭크각 신호수인 설정값을 판독하여 일치여부를 판단하는 단계와; 상기 카운트된 크랭크각 신호 펄스수가 각 기통별 상기 설정값과 일치하지 않는 경우에 크랭크각 감지수단에 이상이 발생한 것으로 판단하고, 특정기통에 한해서만 페일 셰이프 기능을 적용시키고, 상기 카운트된 펄스구와 설정값이 일치하는 경우에는 계속하여 다음 동력행정을 수행하는 실린더를 감지하는 단계로 이루어진다.
상기 구성에 의하여 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는이 발명의 실시예에 따른 크랭크각 센서의 고장진단 장치의 구성 블럭도이고, 제2도는 이 발명의 실시예에 따른 크랭크각 감지부와 기통 감지부의 상세도이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 각 센서신호의 출력 파형도이고, 제4도는 이 발명의 실시예에 따른 크랭크각 센서의 고장진단 장치의 동작 순서도이다.
제1도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 크랭크각 센서의 고장진단 장치의 구성은, 동력행정을 수행하는 실린더를 감지하는 기통 감지부(10)와, 엔진구동에 따라 회전하는 크랭크각의 회전수를 감지하는 크랭크각 감지부(20)와, 상기 감지부(10,20)의 출력단에 연결되어 크랭크각 감지부(20)의 작동상태를 진단하는 엔진 제어부(30)와, 상기 엔진 제어부(30)의 출력단에 연결된 경고부(40)로 이루어진다.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 크랭크각 센서의 고장진단 장치의 작용은 다음과 같다.
자동차에 시동이 걸려 전원이 인가되면 모든 작동장치는 초기화되고 엔진 제어부(30)는 모든 사용변수를 초기화시킨다(S110).
엔진 제어부(30)는 엔진구동에 따라 출력되는 크랭크각 신호의 펄스수를 카운트하기 위한 변수를 설정하여 초기화시킨 다음, 차량주행에 따라 동력행정을 수행하는 실린더를 판별한다.
이 발명의 실시예에 따른 상기 기통 감지부(10)와 크랭크각 감지부(20)는 첨부한 제2도에 도시되어 있듯이 광학적 센서로 이루어진다. 상기 감지부는 크랭크각의 회전수를 감지하기 위한 다수의 슬릿(6)이 외측에 형성되어 있고, 각 실린더를 판별하기 위한 슬릿(7)이 내측에 형성되어 있는 금속제 원판이 크랭크축에 장착이 되며, 상기 외측의 슬릿(6)을 검출하기 발광 다이오드(1)와 포토 트랜지스터(3)와, 상기 내측의 슬릿(7)을 검출하기 위한 발광다이오드(2)와 포토 트랜지스터(4)로 이루어진다.
엔진구동에 따라 크랭크축이 회전하게 되면 상기 발광다이오드(1,2)에서 방출된 빛이 슬릿(6,7)을 통하여 포토 트랜지스터(3,4)로 입사되어 통전되므로써, 상기 통전전류가 증폭기(5)를 통하여 각각 엔진 제어부(30)로 출력된다.
따라서, 상기 엔진 제어부(30)는 기통 감지부(10)에서 출격되는 신호에 따라 동력행정을 수행하는 실린더의 해당기통을 판별한 다음, 상기 판별된 해당 실린더가 작동하는 동안 크랭크각 감지부(20)에서 출력되는 신호를 감지한다.
다시 말하자면, 상기 기통 감지부(10)로부터 출력되는 신호가 1번 실린더 작동에 해당하는 신호가 출력이 되면, 상기 1변 실린더 작동에 해당하는 신호가 출력되는 동안 즉, 제2도의 내측 슬릿(7)에 발광다이오드(2)에서 방출된 빛이 통전하여 하이레벨의 신호가 출력되는 동안, 외측슬릿(6)을 통하여 출력되는 크랭크각 신호르 감지한다(S120∼S130).
상기에서 엔진 제어부(30)는 실린더신호가 하이레벨로 출력되는 동안 크랭크각 감지부(20)에서 출력되는 신호를 감지하여 펄스수를 카운트한다.
첨부한 제3도에 도시되어 있듯이 실린더신호의 출력에 따라 크랭크각 신호의 폴링에지(falling edge)를 검출하여 카운트한 다음, 크랭크각 센서가 정상적으로 작동하는 경우에 감지되는 펄스수인 설정값과 비교판단한다.
상기의 크랭크각 센서의 고장여부를 판단하기 위한 설정값은 크랭크각 센서가 정상적으로 작동하는 경우에 각 실린더 신호가 감지되는 동안 측정되는 크랭크각 신호의 펄스수로, 실험값에 의하여 설정되어 도시하지 않은 내부 메모리에 저장된다.
상기에서 엔진 제어부(30)는 현재 감지되는 실린더가 1번 실린더인 경우, 내부 메모리에 저장된 1번실린더 작동에 따라 감지되는 크랭크각 신호 펄스수인 설정값을 판독한 다음, 상기 카운트되는 크랭크각 신호수와 판독된 설정값이 일치하는 지를 판단한다(S140∼S150).
상기에서 엔진 제어부(30)는 측정되는 크랭크각 신호 펄스수와 설정값이 일치하지 않는 경우에는, 크랭크각 감지부(20)의 슬릿에 이물질이 끼거나 크랭크각 센서자체에 이상이 발생한 것으로 판단하고(160), 상기 측정되는 크랭크각 신호 펄스수와 설정값이 일치하는 경우에는 크랭크각 감지부(20)가 정상작동하는 상태로 판단하여, 다시 동력행정을 수행하는 실린더를 감지한다.
상기에서 측정되는 크랭크각 신호 펄스수와 설정값이 일치하지 않아 크랭크각 감지부(20)에 이상이 발생한 것으로 판단이 되면, 엔진 제어부(30)는 경고부(40)를 구동하여 크랭크각 감지부(20)의 작동상태가 정상이 아님을 표시한 다음 기존에는 크랭크각 센서(C.A.S) 고장시 모든 기통에 페일 셰이프 기능을 적용시키지만 상기 제어에서는 고장판정된 특정 기통에 한해서 페일 셰이프 기능을 적용한다.(S170∼180)
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 크랭크각 센서가 정상 작동하는 경우에 차량의 각 실린더의 작동상태마다 감지되는 크랭크각 신호의 펄스수를 설정한 다음, 차량 주행중에 감지되는 크랭크각 신호의 펄스수를 카운트하여 설정된 값과 비교하므로써, 크랭크각 센서에 이물질로 인하여 정확한 신호가 출력되지 않는 상태를 감지할 수 있다.
또한, 크랭크각 감지센서에서 신호가 출력되지 않는 경우에, 엔진스톨로 인한 일반적인 크랭크각 신호출력 정지상태인지 아니면 크랭크각 감지센서의 고장에 따른 신호출력 정지상태인지를 판단하고, 만일 특정 기통에서 크랭크각 센서(C.A.S) 고장시 기존과 같이 모든 기통에 페일 셰이프값을 적용하지 않고, 고장판정후 그 다음에(720°경과후) 비정상적인 크랭크각 센서신호가 들어오는 특정 기통에 한해서 바로 전 기통에서 구동되었던 인젝션(Injection) 점화제어등을 고장판정된 기통에 페일 셰이프 기능으로 적용시켜 최상의 운전성이 유지될 수 있도록 하여 보다 정확하게 크랭크각 고장진단고 오판과 효율적인 페일 셰이프 적용에 의해 갑작스런 운전성의 악영향을 방지할 수 있는 효과를 가지는 크랭크각 센서의 고장진단 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 에진구동에 따라 회전하는 크랭크축의 회전수를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 크랭크각 감지수단과; 차량주행상태에 따라 작동하는 실린더를 각각 감지하여 각 실린더에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 기통 감지수단과; 상기 기통감지수단에서 출력되는 신호에 따라 현재 동력행정을 수행하는 실린더를 판별한 다음, 상기 판별된 실린더 감지신호가 출력되는 동안 크랭크각 감지수단에서 출력되는 신호의 펄스수를 카운트한 다음, 크랭크각 감지수단이 정상작동하는 경우에 판별된 실린더가 동력행정을 수행하는 동안 감지되는 크랭크각 신호의 펄스수인 설정값을 판독하여, 상기 카운트된 펄스수와 상기 설정값의 일치여부를 판단하여, 상기 카운트된 펄스수가 상기 설정값과 일치하지 않는 경우에 크랭크각 감지수단에 이상이 발생한 것으로 판단하고, 상기 카운트된 펄스수와 설정값이 일치하는 경우에는 계속하여 다음 동력행정을 수행하는 실림더를 감지하는 엔진 제어수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크각 센서의 고장진단 장치.
  2. 제1항에 있어서, 카운트되는 크랭크각 신호 펄스수가 상기 설정값과 일치하지 않는 경우에 크랭크각 감지수단에 이상이 발생하였음을 나타내기 위한 경고수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크각 센서의 고장진단 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 크랭크각 감지수단과 기통감지수단이 크랭크축에 장착되고 크랭크각의 회전수를 감지하기 위한 다수의 슬릿이 외측에 형성되어 있고, 각 실린더를 판별하기 위한 슬릿이 내측에 형성되어 있는 금속제 원판과 상기 외측의 슬릿을 검출하기 발광 다이오드와 포토 트랜지스터로 이루어진 크랭크각 감지수단과, 상기 내측의 슬릿을 검출하기 위한 발광다이오드와 포토 트랜지스터로 이루어진 기통 감지수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크각 센서의 고장진단 장치.
  4. 자동차에 시동이 걸려 전원이 인가되면 모든 사용변수를 초기화한 다음, 기통감지수단에서 출력되는 신호에 따라 현재 동력행정을 수행하는 실린더를 감지하는 단계와; 상기에서 현재 동력행정을 수행하는 실린더를 감지한 다음 기통감지수단에서 감지신호가 출력되는 동안 크랭크각 신호의 펄스수를 카운트하는 단계와; 상기에서 카운트된 크랭크각 신호 펄스수와, 크랭크각 감지수단이 정상작동하는 경우에 판별된 실린더가 동력행정을 수행하는 동안 감지되는 크랭크각 신호수인 설정값을 판독하여 일치여부를 판단하는 단계와; 상기 카운트된 크랭크각 신호 펄스수가 상기 설정값과 일치하지 않는 경우에 크랭크각 감지수단에 이상이 발생한 것으로 판단하고, 상기 카운트된 펄스구와 설정값이 일치하는 경우에는 계속하여 다음 동력행정을 수행하는 실린더를 감지하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크각 센서의 고장진단 방법.
  5. 제4항에 있어서, 카운트되는 크랭크각 신호 펄스수가 상기 설정값과 일치하지 않는 경우에 크랭크각 감지수단에 이상이 발생하였음을 나타내는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크각 센서의 고장진단 방법.
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