KR101377129B1

KR101377129B1 - 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101377129B1
Application number: KR1020120102691A
Authority: KR
Inventors: 이봉우; 윤병환
Original assignee: 이봉우
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2014-03-25

Abstract

본 발명은 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법 및 장치에 관한 것으로, 신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 연료 분사량 신호 또는 파워/밸런스량 신호를 입력받은 후, 각각의 연료 분사량의 분포 데이터를 서로 비교 분석하여 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하는 경우, 측정 대상 차량의 연료 분사량를 신차 대조군(N) 및 고장차 대조군(F)의 연료 분사량 데이터와 비교 분석하는 것만으로도, 차량 엔진의 기본적 작동 원리 및 특성에 따라 효율적으로 엔진의 상태를 점검하여 상태를 진단할 수 있다는 장점이 있다.

Description

압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법 및 장치{Engine Analysis Apparatus For Compression Ignition Engine AutoMobile}

본 발명은 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법 및 장치에 관한 것으로, 신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 연료 분사량 신호를 입력받는 센서 신호 입력 단계(S1);와, 상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터를 측정하는 신차 연료 분사량 측정단계(S2);와, 상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터를 측정하는 고장차 연료 분사량 측정단계(S3);와, 상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 분석하고자 하는 상기 측정 대상 차량(T)의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 측정하는 대상 차량 연료 분사량 측정단계(S4);와, 상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터와 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터에 대하여, 상기 측정 대상 차량의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 비교분석하여 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 판단하는 엔진 상태 분석 단계(S5);와, 상기 상태 분석 단계(S5)를 통하여 분석된 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 표시하는 분석 결과 표시단계(S6); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현재 디젤 엔진의 경우 엔진의 정속성과 고출력성 및 연비의 절감의 목적으로 커먼 레일 시스템을 채택하고 있는데, 이 시스템에서는 엔진 블록의 중앙에 진동 감지장치(Accelerometer)를 장착하고, 여기서 발생하는 신호를 매시간 마다 검출분석하여 파일럿(Pilot) 연료량을 각 실린더별 인젝터(Injector)상태에 맞게 조정하고 있다.

디젤엔진에서 연료분사장치(인젝터)는 운용기간이 늘어남에 따라 마모등에 의하여 연료 분사량이 증가하거나 연료를 분사해주는 인젝터 연료 통로(노즐:Nozzle) 부분에 카본 등에 의하여 막히거나 노즐에 연료가 공급되도록 개폐기능을 하는 기계적인 부분 등이 움직임이 둔화되어 연료 공급이 원할치 않아 연료 분사량이 감소하는 등의 연료 공급량이 변하는 경향이 나타난다. 이로 말미암아 연료가 많아지는 결함이 나타났을 때 이를 방치하면 차량의 운행거리가 많아질수록 분사량의 지속적인 증가로 인하여 스모크 악화 및 배기계 열화 등에 의한 내구성 악화를 초래하게 된다. 반대로 연료가 적어지는 결함이 나타났을 때는 연료가 부족한 실린더의 엔진 회전수가 감소하게 되며 이를 정상으로 맞추기 위하여 엔진 회전이 적은 해당 실린더에 장착된 인젝터는 물론이고 다른 실린더에 장착된 인젝터에 연료 분사량을 증가시키게 된다. 왜냐하면 통상 실린더 일부 기통에 연료 분사가 적은 경우 관성에 의하여 연료 분사가 적게 공급되는 기통뿐만 아니라 다른 실린더 기통의 회전도 느려지게 된다. 그래서 엔진 전자 컴퓨터인 ECU는 엔진 회전이 느린 기통에 대해서 느려진 엔진 회전수만큼 연료분사량를 더 증가시키게 된다. 그런데 결함 정도가 심해지면 엔진 회전을 고르게 맞추기 위하여 증가시킨 연료분사량이 과다하게 되어 상기 연료를 많이 분사하게 되는 나타나는 현상들이 동일하게 나타나게 된다<연료분사량 조절기능의 부작용1>.

따라서, 이러한 연료 분사량의 증가나 감소 등에 의하여 나타나는 부작용을 방지하고, 추가로 엔진의 흡기 배기 밸브 등의 밀폐불량이나 엔진 피스톤의 기밀 유지하는 압축링 등의 고착등으로 연소실 압축 압력이 누설이 되어 엔진 회전이 느려지는 등의 기계적인 요인에 의하여 엔진 회전수가 각 실린더 별로 불규칙해지는 것을 방지하기기 위하여 일정한 조건에서 연료 분사량을 반복적으로 검출 분석(이하, "학습"이라 한다.)하여 어느 기준 시간이상 일부 실린더의 연료 분사량이 다른 실린더에 비해서 일정량이 많이 분사하면 많아진 양만큼 해당 실린더의 연료분사량을 더해서(이를 플러스 학습값이라고 함) 분사하게 하며 반대로 일정량이 적게 분사되면 적어진 양만큼 감소시켜(이를 마이너스 학습값이라고 함) 연료량을 분사하게 한다. 이는 연료분사량을 계산하는데 "기본 연료 분사량값 + 연료 분사량 학습값 + 기타 연료 분사량 보정값(엔진 온도/ 운전성향상 등을 위해 해당 조건에서만 가감하는 연료 분사량 조절값)"으로 구성되는데 상기 기본 연료 분사량을 가능한 모든 실린더의 값이 균일하도록 하는 것이다.

이렇게 모든 실린더의 기본 분사량을 균일하도록 하는 목적은 여러 가지가 있지만 가장 대표적인 목적 중 하나가 상기 기타 연료분사량 보정값 등과 같은 다양한 보정값을 계산할 때 상기 기본 분사량값에 대한 비율로 적용하기 때문이다. 즉 학습값이 없으면 엔진 상태에 따라 상기 기본 연료 분사량이 각 실린더별로 큰 차이를 보이게 될 수 있으며 이런 경우 상기 기본 연료 분사량값을 이용하여 적용되는 되는 다양한 보정값들이 큰 차이를 발생시키기 때문이다. 즉 기본적인 연료량 계산값은 각 실린더 별로 가능한 동일하게 하도록 엔진 상태에 따라 일정량을 더하거나 감하여 분사하는 값(이하, "학습값" 이라 한다.)의 대소에 따라 엔진의 상태를 분석할 수 있다. 참고적으로 기본 연료분사량은 압축착화 엔진에서는 시험을 통하여 엔진회전수와 엔진토크 등을 고려하여 각 각 8-16단계로 나누어 각 영역(8X8개 또는 16X16개 지점)별로 정해진다. 즉, 최초 설정된 연료 분사량이 다양한 운행 조건과 운용기간의 늘어남에 따라 변동하므로, 최적의 연료 분사량을 유지하기 위하여 학습값의 적용으로 보정하고 있다.

이와 같이, 이씨유(ECU: Engine Control Unit) 등의 전자 장치에서 엔진의 연료 분사량를 조절하기 위하여 발생시키는 연료 분사량 신호는, 일반적으로 신차의 경우에는 도 2에 나타낸 것과 같이 그 편차가 비교적 적은 폭을 가지면서 비교적 일정한 값을 가지게 되나, 엔진의 노화 또는 이상에 따라 도 3에 도시한 것과 같이 점점 연료 분사량 신호의 편차가 증가하다가, 고장차(일반적으로 거의 고장에 가까운 상태를 말하는 것으로, 실험적으로는 엔진의 실린더 중 1개의 실린더의 인젝터를 제거하는 등의 조작을 하여 정상적인 엔진의 작동이 어려운 상태로 만든 경우를 사용한다.)의 경우에는 도 4에 나타낸 것과 같이 연료 분사량 신호의 편차가 대단히 큰 값을 가지면서 연료 분사량 신호가 변동하게 된다.

따라서, 상기 연료 분사량 신호의 분포 특성을 파악하면 엔진의 상태를 검사/분석 하는 것이 가능해 질 수 있다.

한편, 커먼레일 방식의 디젤엔진에서는 고압펌프가 연료를 고압으로 압축하여 커먼레일로 공급하고, 상기 커먼레일에 저장된 고압(커먼레일 시스템에 따라 차이가 있고 엔진 회전수, 가속 페달 밟음량에 따라 연동되어 약 200bar에서 최고 1600bar)의 연료가 인젝터에 의해 연소실로 공급된다.

가솔린이나 엘피지(LPG) 등의 점화연소 엔진에서 엔진에 흡입되는 공기량에 맞추어 연료 공급량은 연료와 공기의 혼합비가 이론 공연비에 맞도록 되어 있어 흡입되는 공기에 맞추어 공급되는 것이기에 연료량을 조절하여 엔진의 작동 상태를 조절하는 것이 제한이 된다. 그래서 점화 연소엔진에서는 점화시기 조절을 통하여 엔진의 회전력을 조절하는 등의 엔진 상태 개선을 위하여 사용하게 된다.

이에 비해 압축착화하는 디젤 엔진에서는 엔진에 흡입되는 공기량은 일정하고 점화계통도 없기 때문에 엔진의 회전력을 조절할 수 있는 인자는 연료 공급에 관련된 것으로 연료 분사량과 연료분사시기 등이 있다. 이 때 연료분사시기 조절을 통하여 엔진의 회전력을 가감할 수 있는 방법을 적용할 수도 있지만 연료분사시기에 관련된 인자(예비분사/주분사/후분사 증)가 복합적으로 이루어져 있어 많은 실험이 필요하며 특히 엔진 회전력을 감소하고 증가를 시키기 위해서는 연료 분사시점이 최대의 엔진 회전력(토크)를 발생하는 시점보다 작은 부분 즉 분사시점을 증가하면 엔진 회전력이 증가할 수 있는 시점을 기준 연료분사시점으로 정해야 하기 때문에 정상적인 엔진상태에서는 항상 적은 엔진 회전력을 얻는 시점에 연료를 분사하여야 한다. 그래서 엔진의 각 실린더 별 회전수 변화를 조절할 수 있는 방법으로 연료 분사량을 변화시키는 방법이 적용되고 있다. 결국 연료 분사량 조절을 통하여 엔진 회전력을 조절하는 기능은 대부분 압축 착화하는 디젤 엔진에 적용하고 있다.

다만 이러한 엔진 회전력 조절을 위하여 연료분사량이 과도하게 되는 경우 연료를 많이 분사하게 되는 나타나는 매연 발생, 흡배기계 카본 누적 등에 의한 막힘 등의 현상들이 나타나게 된다. 그래서 전자제어 개발 분야에선 이러한 부작용을 최소화하기 위하여 다양한 방법(즉 연료 분사량의 정도를 엔진의 회전수 별로 제한 등)이 연구되고 있다.

이때, 상기 인젝터는 엔진제어유니트(ECU)에 의해 제어되는데, 상기 엔진제어유니트(ECU)는 각종 센서로부터 감지되어 입력된 엔진의 부하정도, 회전수등과 같은 운전상태에 따라 인젝터의 구동시기와 열림시간을 제어하고, 그 명령에 따라 인젝터가 예비분사(Pi; Pre-injection) 및 주분사(Mi; Main injection), 후분사(Post injection) 등을 실행한다.

상기와 같은 디젤엔진에서 인젝터의 불량 여부는 파워/밸런스 (power/balance : 이에 대한 테스트 용어가 연료량 보정, 기통별 회전 밸런스, 기통별 압축비교 등 다양하게 불리어지고 있다. 본 내용에서 파워밸런스 라고 통칭하도록 한다 )량을 측정하여 판단한다. 즉, 엔진회전수가 이씨유에서 정하는 엔진 회전수(공회전 기준회전수에서 부터 2,000rpm까지 차량마다 정해져 있으며 통상 기준 공회전 기준 회전수로 한다)로 유지되는 구간에서 고압펌프의 연료공급조절밸브를 고정하여 연료압력, 연료량, 분사시기, 분사시간을 고정시켜서 각 기통별 연료 공급 조건을 동일하게 하고, 각 실린더 별로 하나씩 인젝터를 정지시켜서 해당 실린더에서 압축착화 폭발이 없도록 하면 회전수 저하가 발생하는데, 상기와 같이 저하된 각 기통별 회전수 중에서 최저 회전수를 100%로 하고, 이를 기준으로 다른 기통들의 회전수를 나누어 퍼센트로 환산한 값이 파워/밸런스량이 된다.

또 다른 파워밸런스 테스트로서 고압펌프의 연료공급조절밸브를 고정하여 연료압력, 분사시기, 분사시간을 고정시켜서 각 기통별 연료 공급 조건을 동일하게 하고 각 실린더 별로 회전수가 모두 이씨유에서 정하는 엔진 회전수(공회전 기준회전수에서 부터 2,000rpm까지 차량마다 정해져 있으며 통상 기준 공회전 기준 RPM으로 한다)로 유지될 수 있도록 연료 분사시간(분사량)을 조절한다. 즉 모든 기통이 기준 공회전 회전수로 회전하기 위하여 필요한 각 실린더 별 연료 분사량을 측정하여 전기통 평균 연료량 대비 차이 발생에 대하여 +/-의 퍼센트로 환산한 값이 파워밸런스 량이 되는 것이다.

이러한 파워 벨런스량 역시, 상기한 연료 분사량과 유사하게 일반적으로 신차의 경우에는 그 편차가 비교적 적은 폭을 가지면서 비교적 일정한 값을 가지게 되나, 엔진의 노화 또는 이상에 따라 점점 그 편차가 증가하다가, 고장차의 경우에는 그 신호의 편차가 대단히 큰 값을 가지면서 파워/밸런스량이 변동하게 된다.

따라서, 상기 파워/밸런스량의 분포 특성을 파악하면 역시 엔진의 상태를 검사/분석하는 것이 가능해 질 수 있다.

그러나, 기존에는 특허 문헌 1의 "커먼 레일 방식의 디젤 엔진에서 실린더별 연료량 제어방법"(대한 민국 등록특허 제10-0534724호)에 개시된 바와 같이 "파일럿 분사 연료량 학습값을 각 실린더별로 구분하여 설정하는 과정과, 엔진의 조건이 주분사 연료량 학습 조건을 만족하는지를 판단하는 과정과, 학습 조건을 만족하면 상기 각 실린더별 파일럿 분사 연료량 학습값이 설정된 제1범위에 포함되는지를 판단하는 과정과, 제1범위에 포함되는 실린더가 존재하면 해당 실린더에 대한 주분사 연료량 보정 비율을 해당 실린더에서 얻어진 파일럿 분사 연료량 학습값의 일정%로 적용하여 주분사 연료량을 산출하는 과정과, 제1범위에 포함되지않는 실린더가 존재하면 해당 실린더의 파일럿 분사 연료량 학습값이 설정된 제2범위에 포함되는지를 판단하는 과정과, 제2범위에 포함되는 실린더가 존재하면 해당 실린더에 대한 주분사 연료량 보정 비율을 해당 실린더에서 얻어진 파일럿분사 연료량 학습값의 일정%로 적용하여 주분사 연료량을 산출하는 과정과, 제2범위에 포함되지 않는 실린더가 존재하면 해당 실린더의 파일럿 분사 연료량 학습값이 설정된 제3범위에 포함되는지를 판단하는 과정과, 제3범위에 포함되는 실린더가 존재하면 해당 실린더에 대한 주분사 연료량 보정 비율을 해당 실린더에서 얻어진 파일럿 분사 연료량 학습값의 일정%로 적용하여 주분사 연료량을 산출하고, 제3범위를 초과하는 실린더가 존재하는 경우 해당 실린더의 인젝터가 노후된 것으로 판단하여 고장 메시지를 출력하는 과정"을 포함하는 구성과 같이 연료량 제어 방법과 관련된 발명은 다수 존재하였으나, 이러한 연료량의 변동 또는 편차를 이용하여 엔진의 상태를 검사/분석하는 구성과 관련된 발명은 찾아보기 힘들다는 문제점이 있었다.

또한, 파워/밸런스량과 관련하여서는 특허 문헌 2의 "디젤엔진의 인젝터 불량 검사 방법" (대한민국 공개 특허 제10-2003-0091326호)에 개시된 바와 같이, "파워/밸런스량을 측정하여 인젝터의 불량 여부를 판단하는 디젤엔진의 인젝터 불량 검사 방법에 있어서, 상기 파워/밸런스량을 측정시, 배기행정에서의 연료 분사에 의한 실화를 발생시켜 판단"하는 것을 특징으로 하는 구성과 같이 인젝터 등 구성 부품의 불량을 검사하는 방법과 관련된 발명은 존재하였으나, 이러한 파워/밸런스량 변동 또는 편차를 이용하여 엔진의 상태를 검사/분석하는 구성과 관련된 발명은 찾아보기 힘들다는 문제점이 있었다.

특허문헌 1: 대한 민국 등록특허 제10-0534724호(2005.12.01.) 특허문헌 2: 대한민국 공개 특허 제10-2003-0091326호(2003.12.03.)

본 발명은 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하여, 실린더의 갯수나 배기량 등의 특성을 달리하는 대단히 다양한 종류의 엔진에 있어서도 일정한 규칙성을 가지고 통일적으로 적용될 수 있는 특징을 가지는 연료 분사량 신호 분포 데이터를 분석하여, 측정 대상 차량의 연료 분사량를 신차 대조군(N) 및 고장차 대조군(F)의 연료 분사량 데이터와 비교 분석하는 것만으로도, 차량 엔진의 기본적 작동 원리 및 특성에 따라 효율적으로 엔진의 상태를 점검하여 상태를 진단할 수 있는 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법은, 신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 연료 분사량 신호를 입력받는 센서 신호 입력 단계(S1);와, 상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터를 측정하는 신차 연료 분사량 측정단계(S2);와, 상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터를 측정하는 고장차 연료 분사량 측정단계(S3);와, 상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 분석하고자 하는 상기 측정 대상 차량(T)의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 측정하는 대상 차량 연료 분사량 측정단계(S4);와, 상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터와 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터에 대하여, 상기 측정 대상 차량의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 비교분석하여 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 판단하는 엔진 상태 분석 단계(S5);와, 상기 상태 분석 단계(S5)를 통하여 분석된 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 표시하는 분석 결과 표시단계(S6); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 엔진 상태 분석 단계(S5)는,

상기 신차 대조군(N)의 각각의 실린더별 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터의 평균(An)값을 구한 후, 상기 각각의 실린더별 평균값(An)의 최대값(Maxn)과 최소값(Minn)을 선택하여 그 차이를 구하여 신차 대조군 변동폭(Dn)을 구하는 신차 대조군 변동폭 계산 단계(S10a);와,

상기 고장차 대조군(F)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터의 평균값을 구한 후, 상기 각각의 실린더별 평균값의 최대값과 최소값을 선택하여 그 차이를 구하여 고장차 대조군 변동폭(Df)을 구하는 고장차 대조군 변동폭 계산 단계(S10b);와,

상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 평균값을 구한 후, 상기 각각의 실린더별 평균값의 최대값과 최소값을 선택하여 그 차이를 구하여 측정 대상 차량 변동폭(Dt)을 구하는 측정 대상 차량 변동폭 계산 단계(S10c);와,

상기 신차 대조군 변동폭(Dn), 상기 고장차 대조군 변동폭(Df) 및 상기 측정 대상 차량 변동폭(Dt)을 이용하여, 하기 수학식 1을 충족하는 엔진 상태 수준값(EL1)을 구하는 엔진 상태 수준값 분석단계(S10d); 를 포함하여 구성되는 변동폭 상태 분석 단계(S10)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

[수학식 1]

이 경우 상기 K는 소정의 보정계수 이다.

또한, 상기 엔진 상태 분석 단계(S5)는,

상기 신차 대조군(N)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차 및 평균값을 구한 후, 신차 정규분포 함수(Fn)를 구하는 신차 대조군 정규분포 함수 도출 단계(S20a);와,

상기 고장차 대조군(F)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차 및 평균값을 구한 후, 고장차 정규분포 함수(Ff)를 구하는 고장차 대조군 정규분포 함수 도출 단계(S20b);와,

상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차및 평균값을 구한 후, 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)를 구하는 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S20c);와,

상기 신차 정규분포 함수(Fn)에 대하여, 상기 신차 평균값으로부터의 변량의 절대값에 의한 신차 변량 보정 계수(kn)를 곱한 신차 분포 보정 함수(Fcn)를 구하는 신차 분포보정 함수 도출 단계(S20d);와,

상기 고장차 정규분포 함수(Ff)에 대하여, 상기 고장차 평균값으로부터의 변량의 절대값에 의한 고장차 변량 보정 계수(kf)를 곱한 고장차 분포 보정 함수(Fcf)를 구하는 고장차 분포 보정 함수 도출 단계(S20e);와,

상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)에 대하여, 상기 측정 대상 차량 평균값으로부터의 변량의 절대값에 의한 측정 대상 차량 변량 보정 계수(kt)를 곱한 측정 대상 차량 분포 보정 함수(Fct)를 구하는 측정 대상 차량 분포 보정 함수 도출 단계(S20f);와,

상기 신차 분포 보정 함수(Fcn), 상기 고장차 분포 보정 함수(Fcf) 및 상기 측정 대상 차량 분포 보정 함수(Fct)에 하여, 소정의 각각의 상위 구간(Sh) 및 하위 구간(Sl)에 관하여 적분하여 신차 대조군 엔진회전수변화총량(Dev_n), 고장차 대조군 엔진회전수변화총량(Dev_f) 및 측정 대상 차량 엔진회전수변화총량(Dev_t)를 구하는 분포 보정 함수 적분 단계(S20g);

상기 신차 대조군 엔진회전수변화총량(Dev_n), 고장차 대조군 엔진회전수변화총량(Dev_f) 및 측정 대상 차량 엔진회전수변화총량(Dev_t)를 이용하여, 하기 수학식 2를 충족하는 엔진 상태 수준값(EL2)을 구하는 엔진 상태 수준값 분석단계(S20h); 를 포함하여 구성되는 정규 분포 상태 분석 단계(S20)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

[수학식 2]

또한, 상기 엔진 상태 분석 단계(S5)는,

상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차 및 평균값을 구한 후, 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)를 구하는 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S30a);와,

상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 각 연료 분사량별 발생 빈도수(Pt)와 각 연료 분사량별 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)값과의 차이인 구간별 빈도차(PD)를 계산하는 구간별 빈도차 계산 단계(S30b);와,

상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 분포 구간을 소정의 상위구간(Sh), 중간 구간(Sm) 및 하위 구간(Sl)로 구분하여, 상기 상위구간(Sh) 및 상기 하위 구간(Sl)에서는 상기 구간별 빈도차(PD)값이 양인 경우만을 선별하여 선별 빈도차(PS)로 선택하고, 상기 중간 구간(Sm)에서는 상기 구간별 빈도차(PD)값이 음인 경우만을 선별하여 상기 선별 빈도차(PS)로 선택하는 구간별 빈도차 선별 단계(S30c);와,

상기 선별 빈도차(PS)에 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 평균값으로부터의 변량의 절대값에 따르는 측정 대상 차량 변량 보정 계수(kt)를 곱한 보정선별 빈도차(PDc)를 구하는 보정선별 빈도차 계산 단계(S30d);와,

상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 분포 구간을 평균값을 중심으로 가속구간(Sa)과 감속구간(Sd)로 구분한 후, 상기 가속구간(Sa)에서의 상기 보정선별 빈도차(PDc)를 적분 또는 구간별 합산을 통하여 구한 가속 빈도값(Pa)과, 상기 감속구간(Sd)에서의 상기 보정선별 빈도차(PDc)를 적분 또는 구간별 합산을 통하여 구한 감속 빈도값(Pd)를 각각 구하는 빈도값 계산 단계(S30e);와,

상기 가속 빈도값(Pa)과 상기 감속 빈도값(Pd)을 이용하여, 하기 수학식 3을 충족하는 엔진 길들이기 수준값(EL3)을 구하는 엔진 상태 수준값 분석단계(S30f); 를 포함하여 구성되는 정규 분포 빈도차 분석 단계(S30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

[수학식 3]

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 장치는,

차량의 OBD-2 커넥터(10)를 포함하는 센서 신호 출력부(20)에 연결되어 상기 센서 신호 입력 단계(S1)에 필요한 상기 신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 연료 분사량 신호를 입력받는 센서 입출력 연결부(110);와,

상기 센서 입출력 연결부(110)에 연결되어, 상기 청구항 제 1항 내지 제4항의 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법을 수행하는 주 제어 장치(120);와,

상기 주 제어 장치(120)에 연결되어 엔진 연소상태 검사 분석 과정 및 결과를 시각적으로 표시하는 디스플레이부(130);와,

상기 주 제어 장치(120)에 연결되어 사용자의 조작 입력을 입력받는 조작 입력부(140); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주 제어 장치(120)에 연결되는 무선 통신 모듈(150) 또는 인터넷 망(160) 중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 주 제어 장치(120)와 연결되어, 상기 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법의 수행 결과를 조회할 수 있는 외부 단말기기(170); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하는 경우, 측정 대상 차량의 연료 분사량를 신차 대조군(N) 및 고장차 대조군(F)의 연료 분사량 데이터와 비교 분석하는 것만으로도, 차량 엔진의 기본적 작동 원리 및 특성에 따라 효율적으로 엔진의 상태를 점검하여 상태를 진단할 수 있다는 장점이 있다.

도 1: 점화 착화 기관 차량에서 연료 분사량에 따른 토크 변화를 보여주는 그래프.
도 2: 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법을 실시하는 경우, 신차 대조군에서의 연료 분사량 편차를 보여주는 측정장치의 화면을 나타내는 도면.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법을 실시하는 경우, 일반적인 수준의 차량에서의 연료 분사량 편차를 보여주는 측정장치의 화면을 나타내는 도면.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법을 실시하는 경우, 고장차 대조군에서의 연료 분사량 편차를 보여주는 측정장치의 화면을 나타내는 도면.
도 5: 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법의 전체적인 흐름을 보여주는 플로우차트.
도 6: 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법의 엔진 상태 분석 단계(S5)로서 변동폭 상태 분석 단계(S10)를 사용하는 경우의 흐름을 보여주는 플로우차트.
도 7: 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법의 엔진 상태 분석 단계(S5)로서 정규 분포 상태 분석 단계(S20)를 사용하는 경우의 흐름을 보여주는 플로우차트.
도 8: 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법의 엔진 상태 분석 단계(S5)로서 정규 분포 빈도차 분석 단계(S30)를 사용하는 경우의 흐름을 보여주는 플로우차트.
도 9: 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법의 엔진 상태 분석 단계(S5)로서 정규 분포 상태 분석 단계(S20)를 사용하는 경우의 표시화면을 나타내는 도면.
도 10: 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법의 엔진 상태 분석 단계(S5)로서 정규 분포 빈도차 분석 단계(S30)를 사용하는 경우의 표시화면을 나타내는 도면.
도 11: 본 발명의 일 실시예에 의한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 장치의 블럭 다이어그램.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법 및 장치를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법에 관하여 설명한다.

본 발명의 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법은 크게 도 5에 도시한 것과 같이, 센서 신호 입력 단계(S1), 신차 연료 분사량 측정단계(S2), 고장차 연료 분사량 측정단계(S3), 대상 차량 연료 분사량 측정단계(S4), 엔진 상태 분석 단계(S5) 및 분석 결과 표시단계(S6)를 포함하여 구성된다.

먼저, 센서 신호 입력 단계(S1)에 관하여 설명한다. 상기 센서 신호 입력 단계(S1)는 도 11에 나타낸 것과 같은 신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 연료 분사량 신호를 포함하는 센서 신호를 입력받는 단계이다. 이 경우, 입력받는 센서 신호들은 디젤 엔진과 같은 압축착화 기관의 경우, 점화연소 엔진과 유사하나 점화계통 관련 신호들이 제외되고 연료 분사를 위한 제어 장치과 관련된 센서 신호들이 추가되는 것으로 연료 분사량, 엔진 회전수, 차량주행속도, 엔진 냉각수 온도 신호 등 엔진 제어에 관련된 각동 구동계통의 구동상태 그리고 차량과 엔진의 작동상태에 관련된 제반 정보(이를 이와 관련된 기술 분야에서는 서비스 데이터라고 통칭하며 이하 서비스 데이터라고 칭한다)를 포함하는 다양한 서비스 데이터를 입력받는 단계이다. 이 경우, 상기 신호들은 OBD-2 규격에 의해 차량에 이씨유(ECU:Engine control unit)로부터 계측 제어기 통신망 (CAN : controller area network ) 또는 K-Line을 통하여 표준화된 단자(OBD2단자 : 서비스 데이터를 받기 위해 연결하는 단자로서 이후 이를 OBD2단자라고 칭한다)를 통하여 전송되어 진다.

상기 OBD-2(On-Board Diagnosis-2)는 미국의 자동차 배출가스 관련 규제 중 하나로서 국내에도 상당부분 유사하게 적용되고 있는 것으로 차량에 내장된 컴퓨터로 차량 운행 중 배출가스 제어부품이나 시스템을 진단하여 유해한 배출가스가 기준 이상으로 나올 수 있는 상황이 나타나면 이와 관련된 부품이나 시스템 등에 대해서 비정상으로 판정하고 고장코드(DTC : Diagnostic Trouble Code)를 저장하고 경고등(MIL : Malfunction Indicator Light)이 켜지도록 규정하고 이와 연관되는 서비스 데이터에 대해서 표출하는 방법 등을 규정한 법규이다.

처음 적용된 기존 OBD 시스템들은 전자부품과 결선의 단락 등의 점검만을 행했기 때문에 촉매나 산소센서의 열화, 센서나 액츄에이터의 비정상적인 거동 등에 의해 배출가스가 증가하는 것을 알 수 없을 뿐만 아니라 진단장비와 연결하기 위한 커넥터, 고장코드, 경고등의 점등기준과 저장된 정보의 형태가 표준화 되어 있지 않아 차량이나 제작업체마다 다른 커넥터가 필요하였고 고장코드를 해석하기 위한 여러 가지 다른 자료가 있어야 하는 등 많은 혼선과 불편을 초래하였다.

이러한 문제를 해결하기 위해 범용 진단장비 연결 커넥터와 통신사양 전자제어 부품의 용어와 고장코드 그리고 서비스 데이터들의 단위와 표출 방법 등을 표준화된 것으로 사용하도록 하고 고장이 발생되면 배출가스가 증가될 항목 별로 고장판정 기준과 진단 요건 등을 추가하여 개정한 것이 OBD-2 법규이다.

OBD-2 법규가 발효되면서 기존에 차량에 내장된 컴퓨터로 엔진 제어 관련하여 단순 고장만을 진단하고 자동차 제작사에서 임으로 정하여 표출하는 고장코드와 경고등 점등 등에 관련된 기술적인 내용을 OBD-1이라고 정의하고 배출가스가 기준이상으로 과다하게 배출하는 경우 이에 관련된 부품이나 시스템에 대해서 고장을 진단하고 표준화된 방법으로 고장코드와 경고등 점등하는 방법 이와 관련된 서비스 데이터 표출등에 관련된 기술적 내용을 OBD-2라고 정의하였으며, OBD-2이후 경고등이 점등된 경우 기능 상 고장이 아니고 배출가스가 과다하게 나오는 경우에는 이를 수리하지 않아도 차량 운행 상에 어려움이 없어 경고등이 점등된 상태에서 조치를 하지 않고 운행하는 경우가 발생하는 경우가 많아지자 경고등이 점등된 상태에서 기준 시간이상 이를 수리하지 않는 경우 차량의 운행 등을 제한하는 등의 배출가스 과다 배출하는 경우 이에 대한 개선 조치를 강제화하기 위한 포괄적인 기술적 내용을 OBD-3로 정의하여 구분하고 있다.

OBD-2 법규에 따른 진단항목은 촉매, 엔진실화, 연료계, 냉방기 냉매의 유출, 증발가스 시스템의 누출, 산소센서, EGR, Thermostat, PCV(Positive Crankcase Ventilation)밸브, 기타 엔진이나 트랜스미션의 제어나 진단에 사용되는 센서와 솔레노이드 등이 모두 포함되는 것으로 추가적으로 특정 명칭이나 범위를 지정하지는 않았으나, 배출가스가 기준 이상으로 나올 수 있는 모든 요인들을 포함하고 있다.

OBD-2 법규에 따른 데이터의 전송은 ISO9141-2 또는 KWP2000의 차량 고장진단 표준 프로토콜을 이용하여 CAN 또는 K-Line을 통하여 이루어진다. 상기 ISO9141-2와 KWP2000은 ISO(International Organization for Standardization)와 SAE(Society of Automotive Engineers)에서 지정한 차량 고장진단 표준 프로토콜이다.

상기 CAN(Controller Area Network)은 소규모 범위에서 사용할 수 있는 네트워크 통신 방식으로 차세대 차량용 진단 통신 방식으로 자동차의 각종 계측 제어 장비들 간에 디지털 직렬 통신을 제공하기 위한 차량용 네트워크 시스템이다. 상기 CAN은 차량 내 전자 부품의 복잡한 전기 배선과 릴레이를 직렬 통신선으로 대체하여 지능화함으로써 중량감과 복잡성을 줄이고, 매우 빠른 속도로 데이터를 송신할 수 있기 때문에 차량에서의 많은 종류의 실시간 요구를 만족시킨다. 또한 전자적 간섭에 의해 일어나는 이상 유무를 진단하고, 운전 중 돌발 상황 시 유기적으로 통신할 수 있다. ISO 표준 규격으로서 첨단 자동차 전장 시스템에 적용되며 엔진 관리, ABS(Anti-lock braking systems), 변속기 제어 계통(TMS : Transmission management system), 공조 장치, 문 잠금 장치, 거울 조정 등의 시스템 통합이 가능하다. 상기 CAN의 전송 속도는 500Kbps~1Mbps로 기존 통신 속도에 비해 50배 이상 빨라서 최근에 대부분 이것을 적용하고 있는 추세이다. 한편, K-Line은 OBD 법규에 의해 명명된 차량용 진단 통신라인으로 10.4Kbps의 속도를 가진다.

상기 본 발명도 CAN 통신을 통하여 매우 빠른 속도로 차량 제어용 컴퓨터인 이씨유(ECU)로부터 서비스 데이터를 수신받을 수 있기 때문에 엔진의 상태를 매우 신속하게 판단할 수 있게 되었으며 CAN 통신 이외의 방법으로 서비스 데이터를 수신 받는 경우와 CAN 통신이지만 차량에 내장된 컴퓨터인 이씨유에서 OBD2단자로 서비스 데이터 송신을 느리게 한 경우에는 통계적인 분석에서 필요한 표본 수(수신된 연료분사량 값의 개수)만큼 수신하기 위하여 좀 더 긴 시간 동안 서비스 데이터를 수신하여야 한다.

다음으로, 신차 연료 분사량 측정단계(S2)에 관하여 설명한다. 상기 신차 연료 분사량 측정단계(S2)는 도 5에 도시한 것과 같이, 상기 신차 대조군(N)에서 측정된 상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터를 측정하는 단계이다. 이 경우, 상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터를 측정하기 위해서는 일반적으로 상기 신차 대조군(N)에서 소정의 시간 동안 상기 연료 분사량 신호를 반복적으로 측정하여 이를 데이터 베이스화 하여 저장한 후 상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터를 측정하는 것이 바람직하며, 일반적으로 상태가 매우 우수한 가상의 차량의 분포 데이터를 신차 대조군(N)의 표준으로 사용하는 것도 가능하다.

다음으로, 고장차 연료 분사량 측정단계(S3)에 관하여 설명한다. 상기 고장차 연료 분사량 측정단계(S3)는 도 5에 나타낸 것과 같이, 상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터를 측정하는 단계이다. 이 경우, 상기 고장차 대조군(F)을 구성하기 위한 고장차의 상태를 재현하기 위해서, 실험적으로는 측정대상 차량의 엔진의 실린더 중 1개의 실린더의 점화 플러그를 제거하는 등의 조작을 하여 정상적인 엔진의 작동이 어려운 상태로 만드는 등의 작업을 통하여 상기 고장차의 상태를 재현하는 것이 가능하다. 이 경우 역시, 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터를 측정하기 위해서는 일반적으로 상기 고장차 대조군(F)에서 소정의 시간 동안 상기 연료 분사량 신호를 반복적으로 측정하여 이를 데이터 베이스화 하여 저장한 후 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터를 측정하는 것이 바람직하다.

다음으로, 대상 차량 연료 분사량 측정단계(S4)에 관하여 설명한다. 상기 대상 차량 연료 분사량 측정단계(S4)는 도 5에 나타낸 것과 같이, 상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 분석하고자 하는 상기 측정 대상 차량(T)의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 측정하는 단계이다. 이 경우 역시, 상기 측정 대상 차량(T)의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 측정하기 위해서는 일반적으로 상기 측정 대상 차량(T)에서 소정의 시간 동안 상기 연료 분사량 신호를 반복적으로 측정하여 이를 데이터 베이스화 하여 저장한 후 상기 측정 대상 차량(T)의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 측정하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 신차 연료 분사량 측정단계(S2) 내지 상기 대상 차량 연료 분사량 측정단계(S4)에서 상기 연료 분사량 신호를 측정하는 소정의 상기 시간 간격은, 일반적으로 각각의 상기 연료 분사량 신호 측정값들이 전체로서 통계적으로 유의미한 대조군 또는 측정군을 형성할 수 있는 갯수만큼 누적될 수 있는 시간 간격을 가지는 것이 바람직하다. 그러므로, 예를 들어 상기 연료 분사량 신호 측정값이 1초에 10번 가량 측정이 되고, 통계적으로 유의미한 대조군을 형성하기 위하여 약 1000개의 측정값이 필요한 경우라면, 소정의 상기 시간 간격은 약 100초 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 연료 분사량 신호를 측정하는 소정의 상기 시간 간격은 상기 연료 분사량 신호가 측정되는 주기와 통계적으로 유의미한 대조군을 형성할 수 있기 위하여 필요로 하는 측정값의 갯수에 따라 변경될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 수준의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.

다음으로, 엔진 상태 분석 단계(S5)에 관하여 설명한다. 상기 엔진 상태 분석 단계(S5)는 도 5에 나타낸 것과 같이, 상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터와 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터에 대하여, 상기 측정 대상 차량의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 비교분석하여 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 판단하는 단계이다.

이러한 상기 엔진 상태 분석 단계(S5)는 대단히 다양한 실시예로 구성되는 것이 가능하며, 그 일 실시예로는 도 6 내지 도 8에 나타낸 것과 같은 변동폭 상태 분석 단계(S10), 정규 분포 상태 분석 단계(S20) 또는 정규 분포 빈도차 분석 단계(S30) 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것이 가능하다.

이하에서는, 상기 변동폭 상태 분석 단계(S10), 정규 분포 상태 분석 단계(S20) 또는 정규 분포 빈도차 분석 단계(S30)에 관하여 각각 상세히 설명한다.

먼저, 변동폭 상태 분석 단계(S10)에 관하여 설명한다. 상기 변동폭 상태 분석 단계(S10)는 상기 신차 대조군(N) 및 상기 고장차 대조군(F)의 각각의 엔진 연료 분사량 분포 데이터의 비교적 간단한 통계적 특성들과 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 연료 분사량 분포 데이터의 통계적 특성들을 서로 비교/분석하여 엔진 상태를 검사/분석하는 단계로, 도 6에 나타낸 바와 같이 크게 신차 대조군 변동폭 계산 단계(S10a), 고장차 대조군 변동폭 계산 단계(S10b), 측정 대상 차량 변동폭 계산 단계(S10c), 엔진 상태 수준값 분석단계(S10d)를 포함하여 구성된다.

이 경우, 신차 대조군 변동폭 계산 단계(S10a)는 상기 신차 대조군(N)의 각각의 실린더별 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터의 평균(An)값을 구한 후, 상기 각각의 실린더별 평균값(An)의 최대값(Maxn)과 최소값(Minn)을 선택하여 그 차이를 구하여 신차 대조군 변동폭(Dn)을 구하는 단계이다.

고장차 대조군 변동폭 계산 단계(S10b)는, 상기 고장차 대조군(F)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터의 평균값을 구한 후, 상기 각각의 실린더별 평균값의 최대값과 최소값을 선택하여 그 차이를 구하여 고장차 대조군 변동폭(Df)을 구하는 단계이다.

다음으로, 측정 대상 차량 변동폭 계산 단계(S10c)는, 상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 평균값을 구한 후, 상기 각각의 실린더별 평균값의 최대값과 최소값을 선택하여 그 차이를 구하여 측정 대상 차량 변동폭(Dt)을 구하는 단계이다.

이와 같이 상기 신차 대조군 변동폭 계산 단계(S10a) 내지 상기 측정 대상 차량 변동폭 계산 단계(S10c)를 수행한 후에는, 상기 신차 대조군 변동폭(Dn), 상기 고장차 대조군 변동폭(Df) 및 상기 측정 대상 차량 변동폭(Dt)을 이용하여, 하기 수학식 1을 충족하는 엔진 상태 수준값(EL1)을 구하는 엔진 상태 수준값 분석단계(S10d)를 수행하여 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 판단하게 된다.

이 경우 상기 K는 소정의 보정계수로, 엔진 상태 수준값이 0~1 사이의 값으로 표현되거나, 0~100% 사이의 백분율로 표시되게 하는 등의 역할을 하게 된다.

상기 변동폭 상태 분석 단계(S10)를 통하여 나타난 값이 0에 가까우면 가까울수록 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태는 상기 신차 대조군(N)에 가까운 상태가 되며, 상기 보정계수 (K)가 1인 경우 상기 변동폭 상태 분석 단계(S10)를 통하여 나타난 값이 1에 가까우면 가까울수록 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태는 상기 고장차 대조군(F)에 가가운 상태인 것으로 판단할 수 있다.

한편, 상기 변동폭 상태 분석 단계(S10)는, 상기 신차 대조군(N) 및 상기 고장차 대조군(F)의 각각의 파워/밸런스량 분포 데이터의 비교적 간단한 통계적 특성들과 상기 측정 대상 차량(T)의 파워/밸런스량 분포 데이터의 통계적 특성들을 서로 비교/분석하여 실시하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 센서 신호 입력 단계(S1)에서는 신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 연료 분사량 신호를 입력받는 대신 상기 신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 파워/밸런스량 신호를 입력받는다.

그 후, 상기 신차 대조군 변동폭 계산 단계(S10a), 고장차 대조군 변동폭 계산 단계(S10b) 및 측정 대상 차량 변동폭 계산 단계(S10c)에서는 각각 상기 신차 대조군(N)의 각각의 실린더별 연료 분사량(Sn), 상기 고장차 대조군(F)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터, 및 상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 각각 구하는 대신 각각 상기 신차 대조군(N)의 각각의 실린더별 파워/밸런스량 분포 데이터, 상기 고장차 대조군(F)의 각각의 실린더별 파워/밸런스량 분포 데이터, 및 상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별 파워/밸런스량 분포 데이터를 구한 후, 각각의 분포 데이터에 대하여 평균값을 구한 후, 상기 각각의 실린더별 평균값의 최대값과 최소값을 선택하여 그 차이를 구하여 각각의 변동폭(Dn,Df,Dt)를 구한다.

그 다음으로, 상기 수학식 1을 충족하는 엔진 상태 수준값(EL1)을 구하는 엔진 상태 수준값 분석단계(S10d)를 수행하여 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 판단하게 된다. 즉, 상기 변동폭 상태 분석 단계(S10)를 수행하되, 연료 분사량 대신 파워/밸런스량에 대한 신호를 입력받아 동일한 과정을 수행하여 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 판단하는 것이 가능하다.

다음으로, 정규 분포 상태 분석 단계(S20)에 관하여 설명한다. 상기 정규 분포 상태 분석 단계(S20)는 차량 제어용 컴퓨터인 이씨유(ECU)로부터 연료 분사량 값을 엔진의 각 실린더에 관계없이 송신하는 경우 적용하는 것이 바람직하며, 상기 신차 대조군(N) 및 상기 고장차 대조군(F)의 각각의 엔진 연료 분사량 분포 데이터의 정규 분포 함수를 구하여, 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 연료 분사량 분포 데이터의 정규 분포 함수와 서로 비교/분석하여 엔진 상태를 검사/분석하는 단계로, 도 7에 나타낸 것과 같이 크게 신차 대조군 정규분포 함수 도출 단계(S20a), 고장차 대조군 정규분포 함수 도출 단계(S20b), 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S20c), 신차 분포보정 함수 도출 단계(S20d), 고장차 분포 보정 함수 도출 단계(S20e), 측정 대상 차량 분포 보정 함수 도출 단계(S20f), 분포 보정 함수 적분 단계(S20g) 및 엔진 상태 수준값 분석단계(S20h)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 신차 대조군 정규분포 함수 도출 단계(S20a)는, 상기 신차 대조군(N)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차 및 평균값을 구한 후, 신차 정규분포 함수(Fn)를 구하는 단계이다.

정규 분포 함수는 평균이 m, 표준편차가 σ인 변량 X가 아래 수학식 4에 따라 주어지는 확률밀도함수 f(x)를 가질 때, X는 정규분포를 한다고 하게 된다.

이 함수는 이항분포에서 차수(power)를 충분히 크게 한 경우에 어떤 양을 측정해서 얻는 우연오차의 확률분포로부터 생기는 함수로서 통계방법론상 가장 중요한 것이며, 대수법칙도 이 함수의 성질로부터 설명된다. 또한 표본추출조사를 할 때에는 주로 이 함수가 많이 이용되고 있다.

다음으로, 고장차 대조군 정규분포 함수 도출 단계(S20b)는, 상기 고장차 대조군(F)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차 및 평균값을 구한 후, 고장차 정규분포 함수(Ff)를 구하는 단계이다.

다음으로, 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S20c)는, 상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차및 평균값을 구한 후, 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)를 구하는 단계이다.

이러한 상기 신차 대조군 정규분포 함수 도출 단계(S20a) 내지 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S20c)를 통하여 도출된 각각의 정규분포함수는, 엔진의 연료 분사량를 변량으로 하는 그래프 상에서 도 9에 도시한 것과 같은 형상을 가지게 된다. 즉, 도 9에서 점선으로 표현된 신차 정규분포 함수(Fn)는 평균값(중심값) 부근에서의 확률이 높고 비교적 좁게 분포되는 형상을 가지게 되고, 도 9에서 일점 쇄선으로 표현된 고장차 정규분포 함수(Ff)는 평균값(중심값) 부근에서의 확률이 낮고 비교적 넓게 분포되는 형상을 가지게 되며, 도 9에서 실선으로 표현된 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)는 상기 신차 정규분포 함수(Fn)와 상기 고장차 정규분포 함수(Ff)의 사이에 위치하는 특성을 가지게 된다. 따라서, 정성적으로는 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 형상이 상기 신차 정규분포 함수(Fn)의 형상에 가까와질수록 엔진 상태는 양호한 상태(신차에 가까운 상태)로 판단할 수 있으며, 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 형상이 상기 고장차 정규분포 함수(Ff)의 형상에 가까와질수록 엔진 상태는 불량한 상태(고장차에 가까운 상태)로 판단할 수 있게 된다.

한편, 도 9에 도시한 경우는 상기 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff) 및 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft) 각각의 평균값이 일치하는 경우를 예시하여 표현한 것으로, 실제 측정값에 따라 상기 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff) 및 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 그래프는 각각 x축인 엔진 연료 분사량(s)축 상에서 좌우로 이동하여 형성될 수 있다. 이 경우, 측정대상차량 정규분포함수에서 평균값이 상이하여 x축 상에서의 이동되는 경우는 상기 수학식 3을 통하여 엔진 길들이기 수준을 분석할 때 고려된다. 즉 측정 대상차(T)의 엔진의 전반적인 수준을 신차(N)와 고장차(F) 사이에 어느 정도에 해당되는 가를 분석하기 위하여 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft), 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff)의 평균값을 동일하게 하는 것이다.

한편, 상기 신차 대조군 정규분포 함수 도출 단계(S20a) 내지 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S20c)를 통하여 도출된 각각의 정규분포함수 자체는, 소정의 엔진 연료 분사량 분포값 구간에서의 확률을 나타내 주는데 불과하므로, 엔진 연료 분사량의 분포정도 및 변화량까지 파악하기 위해서는 엔진 연료 분사량 분포 데이터에서 소정의 엔진 연료 분사량 분포값 구간에서의 확률에 더하여 엔진 회전시기의 변화량(또는 분포량)에 의한 실질적인 엔진 회전수 변화량을 나타낼 수 있는 함수로 변환하는 과정이 필요하게 된다. 즉, 상기 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff) 및 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)를 소정의 연료 분사량 분포값 구간에서 적분하는 경우 나오는 값은 단순히 상기 소정의 연료 분사량 분포값 구간에서 상기 연료 분사량가 분포할 확률만을 나타내 주는 값에 불과하다. 따라서, 연료 분사량 분포 전 구간으로 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff) 및 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 적분값은 모두 1 즉 100%가 되어버린다.

이러한 변환을 위하여, 상기 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff) 및 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)는 각각 신차 분포보정 함수 도출 단계(S20d), 고장차 분포 보정 함수 도출 단계(S20e) 및 측정 대상 차량 분포 보정 함수 도출 단계(S20f)를 거치게 된다.

여기서 보정 함수라 함은 연료분사량 변화량을 엔진 회전수 변화량으로 변환시키기 위한 변환계수를 사용하여 보정한 함수로서, 정규 분포 함수에 대하여 상기 변환계수를 곱하게 되는 경우 상기 소정의 연료분사량 분포값 구간에서 적분하여 나온 값이 상기 소정의 연료분사량 분포값 구간에서의 엔진 회전수의 변화량의 총량이 되는 것이다.

이 변환계수 값은 엔진의 압축비와 배기량 그리고 실린더의 수 등 엔진의 종류에 따라 공기와 연료의 공연비, 엔진 회전수 등의 차이에 의하여 차이가 발생한다. 그러나 이러한 차이는 본 발명에서 전혀 문제가 되지 않음을 주목할 필요가 있다.

일단 첫 번째로, 연료분사량 분포 전 구간을 임의의 몇 단계로 나눈 경우 각 각의 구간별로 보았을 때, 본 발명은 신차(N), 고장차(F), 대상차(T)의 경우 같은 차종의 같은 엔진에 대해서 분석하는 것이므로 보정함수 값은 동일하다. 물론 노화에 따라 연료 분사량 변화에 대한 회전수 변화량의 차이가 있을 수 있지만 이러한 노화에 의한 인자까지 고려하는 것은 현실적으로 불가능하며 본 내용의 기술적인 분야에 해당되는 전자제어 메이커에서 사용하는 보정계수는 통상 신차 기준으로 한가지로서 사용한다. 그러므로 상기 수학식 2에 보정함수가 대입되는 경우 분모 분자 모두 동일하게 대입되므로 삭제될 수 있어 값의 크기와는 관계가 없게 된다.

두 번째로, 연료분사량 분포 전 구간으로 하는 경우 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff) 및 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)를 적분할 때 각각의 연료분사량 변화량에 변환계수를 곱한 후에 적분을 하는 경우 연료분사량 변화량이 크게 변한 경우 적분값은 크게 나오고 반대로 연료분사량 변화량이 적은 차량의 적분값은 작게 나오는 것이다. 즉 연료분사량 값에 보정함수를 곱하지 않고 연료분사량 분포 전구간에 대해서 정규분포함수를 적분하는 경우 단순 확률로서 모두 1(100%)가 나오게 되지만 ,각각 연료분사량 값에 변환계수를 곱하여 적분한 경우 엔진 회전수 변화량이 되는 것으로 결국 연료분사량 변화량이 크면 클수록 적분값도 커지게 된다.

결국 보정함수 값의 오차는 신차(N), 고장차(F), 대상차(T)의 각각의 엔진회전수 변화 총량에는 오차가 발생시키지만 신차(N), 고장차(F), 대상차(T)의 각각의 엔진 회전수 변화량의 상대 비율에는 차이가 없음을 알 수 있다. 따라서, 변환계수의 값은 실험적으로 공회전 상태에서 무부하 조건으로 엔진 전 실린더에 대해서 연료분사량 1mCC의 변화는 100-300rpm의 엔진 회전수 변화를 보이므로 통상 중간값인 150를 엔진의 전 실린더의 연료분사량 값을 하나의 값으로 수신하는 경우 그대로 사용하고 각 실린더 별 개별적으로 연료분사량 값을 수신하는 경우는 상기 중간값 90를 실린더 수로 나눈 값을 사용하는 것이 바람직하다.

다만 연료분사량 변화량은 즉 도 9에서 보는 경우 x축에서 평균값에서 멀어지는 경우 엔진 회전수 변화를 초래하면서 실제 엔진에서는 진동과 함께 소음이 증가하고 엔진과 차체까지 흔들리게 하는 등의 정숙성 면에서 바람직하지 않은 다양한 불쾌한 현상을 보인다.

이를 고려하여 본 발명에서는 연료분사량 변화량 즉 도 10에서 x축을 평균값에서 멀어지는 쪽으로 5단계로 나누어 각각 추가의 계수 값을 주도록 하는 것이 바람직하다. 즉 1단계로 진동이 거의 나타나지 않는 정도(연료분사량 변화량으로 0-0.3mCC 정도)를 정상 범위라고 하여 보정함수의 값을 0에 가깝게 하고 2단계로 진동이 발생하지만 별로 신경이 쓰이지 않는 정도의 범위(연료분사량 변화량으로 0.4-0.6mCC), 3단계로 진동과 함께 소음 차체 진동 등이 발생하는 범위로서 다소 신경이 쓰이는 정도(연료분사량 범위로 0.7-0.9mCC), 4단계로 3단계가 심한 것으로 불쾌함도 느끼는 정도(연료분사량 변화량으로 1.0-1.2mCC), 마지막 5단계는 심한 진동과 함께 엔진 흔들림 등을 유발하여 엔진에 큰 무리가 있는 듯한 우려를 나타내는 정도(연료분사량 변화량으로 1.2mCC 이상)로 나누어 1단계에 가까울수록 0에 가깝게 5단계에 가까울수록 1에 가깝게 추가의 보정값을 추가하는 것도 현실적으로 가능하다.

참고적으로 상기 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff) 및 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft) 각각의 평균값이 같도록 일치시켜야 하는 이유가 여기에 있는 것으로 상기 수학식 2에 적용되는 연료분사량 변화량이라 함은 실제 연료분사량 값과 평균값에의 차이가 된다.

신차 분포보정 함수 도출 단계(S20d)는, 상기 신차 정규분포 함수(Fn)에 대하여, 상기 신차 평균값으로부터의 변량의 절대값에 의한 신차 변량 보정 계수(kn)를 곱한 신차 분포 보정 함수(Fcn)를 구하는 단계이다. 이 경우, 상기 신차 변량 보정 계수(kn)는 실험적으로 또는 이론적으로 설정하는 것이 가능하며, 상기 신차 변량 보정 계수(kn)를 적용하고자 하는 구간에서 상기 신차 평균값으로부터의 변량의 절대값에 선형적으로 비례하는 값으로 주어지는 것이 일반적이다. 즉, 도 9에서 소정 연료 분사량 구간(위치)에서의 상기 신차 분포 보정 함수(Fcn)는, 상기 신차 평균값을 나타내는 상기 신차 정규분포 함수(Fn)의 중심축(대칭축)으로부터 상기 소정 연료 분사량 구간(위치)까지의 변량의 절대값(즉, 상기 신차 정규분포 함수(Fn)의 중심축(대칭축)으로부터 상기 소정 연료 분사량 구간(위치)까지의 거리의 절대값)에 비례하는 값으로 설정하는 것이 가능하다. 이 경우, 상기 보정함수의 값에 대한 설명처럼 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff) 및 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)에 대해서 동일한 보정함수를 적용하며, 추가로 연료분사량의 변화량이 커지는 경우 즉, 도 9에서 x축을 평균값에서 멀어지는 쪽으로 다수의 단계로 나누어 각각 구간별로 외부로 나타나는 엔진의 현상을 고려하여 가중치를 줄 수 있는 추가의 보정 계수 값을 주는 것도 가능하다.

다음으로, 고장차 분포 보정 함수 도출 단계(S20e)는 상기 고장차 정규분포 함수(Ff)에 대하여, 상기 고장차 평균값으로부터의 변량의 절대값에 의한 고장차 변량 보정 계수(kf)를 곱한 고장차 분포 보정 함수(Fcf)를 구하는 단계이다. 이 경우, 상기 고장차 변량 보정 계수(kf) 역시 실험적으로 또는 이론적으로 설정하는 것이 가능하며, 상기 고장차 변량 보정 계수(kf)를 적용하고자 하는 구간에서 상기 고장차 평균값으로부터의 변량의 절대값에 선형적으로 비례하는 값으로 주어지는 것이 일반적이다. 이 경우 역시, 상기 보정함수의 값에 대한 설명처럼 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff) 및 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)에 대해서 동일한 보정함수를 적용하며, 추가로 연료분사량의 변화량이 커지는 경우 즉, 도 9에서 x축을 평균값에서 멀어지는 쪽으로 다수의 단계로 나누어 각각 구간별로 외부로 나타나는 엔진의 현상을 고려하여 가중치를 줄 수 있는 추가의 보정 계수 값을 주는 것도 가능하다.

다음으로, 측정 대상 차량 분포 보정 함수 도출 단계(S20f)는, 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)에 대하여, 상기 측정 대상 차량 평균값으로부터의 변량의 절대값에 의한 측정 대상 차량 변량 보정 계수(kt)를 곱한 측정 대상 차량 분포 보정 함수(Fct)를 구하는 단계이다. 이 경우 역시, 상기 측정 대상 차량 변량 보정 계수(kt)는 실험적으로 또는 이론적으로 설정하는 것이 가능하며, 상기 측정 대상 차량 변량 보정 계수(kt)를 적용하고자 하는 구간에서 상기 측정 대상 차량 평균값으로부터의 변량의 절대값에 선형적으로 비례하는 값으로 주어지는 것이 일반적이다. 이 경우, 상기 보정함수의 값에 대한 설명처럼 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff) 및 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)에 대해서 동일한 보정함수를 적용하며, 추가로 연료분사량의 변화량이 커지는 경우 즉, 도 9에서 x축을 평균값에서 멀어지는 쪽으로 다수의 단계로 나누어 각각 구간별로 외부로 나타나는 엔진의 현상을 고려하여 가중치를 줄 수 있는 추가의 보정 계수 값을 주는 것도 가능하다.

다음으로, 분포 보정 함수 적분 단계(S20g)에 관하여 설명한다. 상기 정규분포함수 적분 단계(S20g)는 도 7에 나타낸 것과 같이, 상기 신차 분포 보정 함수(Fcn), 상기 고장차 분포 보정 함수(Fcf) 및 상기 측정 대상 차량 분포 보정 함수(Fct)에 대하여, 도 9에 도시한 것과 같은 소정의 각각의 연료분사량 변화량이 평균값보다 크게 나오는 영역으로 엔진 회전을 빠르게 하는 구간(이를 이후 상위 구간으로 칭한다)(Sh) 및 연료분사량 변화량이 평균값보다 작게 나오는 영역으로 엔진 회전을 느리게 하는 구간(이를 이후 하위 구간으로 칭한다)(Sl)에 관하여 적분하여 신차 대조군 정규분포함수(Fn)에 신차대조군 변량보정계수(kn)을 곱하여 적분한 신차대조군 엔진회전수변화총량(Dev_n), 고장차 대조군 정규분포함수(Ff)에 고장차대조군 변량보정계수(kf)을 곱하여 적분한 고장차대조군 엔진회전수변화총량(Dev_f) 및 측정 대상 차량 정규분포함수(Ft)에 측정대상차 변량보정계수(kt)을 곱하여 적분한 측정대상차 엔진회전수변화총량(Dev_t)를 구하는 단계이다.

이 경우, 상기 상위 구간(Sh) 및 하위 구간(Sl)에 관하여 적분을 하는 것은, 엔진 회전수 변화 총량을 구하여 상대비교하여 측정 대상차(T)가 신차(N)과 고장차(F) 사이에 어느정도의 수준를 보이는 가를 분석하는 것이다. 이 때 상위 구간의 연료분사량 변화량이 많이 나타나면 엔진이 정상보다 느리게 회전하고 있어 연료분사량을 늘려 엔진 회전력을 증가 시켜 빠르게 회전을 하도록 보정한다는 것이며 반대로 하위 구간의 연료분사량 변화량이 많이 나타나면 엔진이 정상보다 빠르게 회전하고 있어 연료분사량을 줄여 엔진 회전력을 감소 시켜 느리게 회전을 하도록 보정한다는 것을 나타낸다. 이러한 상기 상위 구간(Sh) 및 하위 구간(Sl)에서 연료분사량 변화량이 큰 경우 즉 x축에서 중심에서 멀어질수록 엔진의 회전수 보정이 크게 되면서 엔진에서 느껴지는 현상이 달라지게 되므로 이러한 엔진 현상의 불쾌한 정도에 따라 상기 상위 구간(Sh) 및 하위 구간(Sl)을 역시 실험적으로 또는 이론적으로 몇 개의 구간으로 나누어 설정하는 것이 가능하며 일반적으로 정규분포함수의 중심축으로부터 변곡점이 위치하는 δ(표준편차) 만큼 이격된 구간을 각각 상기 상위 구간(Sh) 및 하위 구간(Sl)으로 설정하는 것이 가능하다.

다음으로, 엔진 상태 수준값 분석단계(S20h)에 관하여 설명한다. 상기 엔진 상태 수준값 분석단계(S20h)는 도 7에 나타낸 것과 같이, 상기 신차 대조군 엔진회전수변화총량(Dev_n), 고장차 대조군 엔진회전수변화총량(Dev_f) 및 측정 대상 차량 엔진회전수변화총량(Dev_t)를 이용하여, 하기 수학식 2를 충족하는 엔진 상태 수준값(EL2)을 구하는 단계이다.

이 경우, 상기 엔진 상태 수준값(EL2)이 0에 가까울수록 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태는 상기 신차 대조군(N)에 가까운 상태가 되며, 상기 엔진 상태 수준값(EL2)이 1에 가까우면 가까울수록 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태는 상기 고장차 대조군(F)에 가가운 상태인 것으로 판단할 수 있다.

다음으로, 정규 분포 빈도차 분석 단계(S30)에 관하여 설명한다. 상기 정규 분포 빈도차 분석 단계(S30)는 측정 대상 차량(T)의 연료 분사량의 분포 특성을 좀 더 세밀하게 정규 분포로부터 벗어난 정도와 경향(연료 분사량이 증가 또는 감소 어느 쪽으로 치우쳤는가의 여부)까지도 파악할 수 있도록 하는 단계로, 도 8에 나타낸 것과 같이 크게, 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S30a), 구간별 빈도차 계산 단계(S30b), 구간별 빈도차 선별 단계(S30c), 보정선별 빈도차 계산 단계(S30d), 빈도값 계산 단계(S30e) 및 엔진 상태 수준값 분석단계(S30f)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

먼저, 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S30a)에 관하여 설명한다. 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S30a)는, 상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차 및 평균값을 구한 후, 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)를 구하는 단계이다.

다음으로, 구간별 빈도차 계산 단계(S30b)는 상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 각 연료 분사량별 실제 발생 빈도수(Pt)와 각 연료 분사량별 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)값을 적분하여 계산한 값과의 차이인 구간별 빈도차(PD)를 계산하는 단계이다. 즉, 도 10에서 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)를 나타내는 그래프와 각 연료 분사량별 발생 빈도수(Pt)를 나타내는 막대 그래프사이의 차이인 구간별 빈도차(PD)를 계산하는 단계이다.

이 경우, 막대 그래프는 실제 발생한 연료분사량 변화값의 발생빈도수로 전제제어 컴퓨터 이씨유에서 수신한 연료분사량 신호 중에 도 10의 x축 각기의 구간에 해당되는 값이 몇 번 나왔는가를 나타내는 실제 발생횟수이며, 정규분포함수(Ft)을 통하여 계산한 값이라 함은 정규분포함수(Ft)를 도 10의 x축 구간에 대하여 적분을 하여 나온 값에 실제 수신한 연료분사량 신호 전체 수를 곱하여 나온 값이 된다. 이는 본 발명과 관련 있는 통계수학에서 널리 알려져 있는 기본적인 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 구간별 빈도차 선별 단계(S30c)는 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 분포 구간을 소정의 상위구간(Sh), 중간 구간(Sm) 및 하위 구간(Sl)로 구분하여, 상기 상위구간(Sh) 및 상기 하위 구간(Sl)에서는 상기 구간별 빈도차(PD)값이 양인 경우(즉, 각 연료 분사량별 발생 빈도수(Pt)가 각 연료 분사량별 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)값보다 크게 발생하는 경우)만을 선별하여 선별 빈도차(PS)로 선택하고, 상기 중간 구간(Sm)에서는 상기 구간별 빈도차(PD)값이 음인 경우(즉, 각 연료 분사량별 발생 빈도수(Pt)가 각 연료 분사량별 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)값보다 작게 발생하는 경우)만을 선별하여 상기 선별 빈도차(PS)로 선택하는 단계이다. 이와 같이 상기 상위구간(Sh) 및 상기 하위 구간(Sl)에서와 상기 중간 구간(Sm)에서 상기 구간별 빈도차(PD)값을 각각 양과 음으로 구별하여 선별하는 이유는, 상기 상위구간(Sh) 및 상기 하위 구간(Sl)에서는 상기 구간별 빈도차(PD)값이 양인 경우가 좀 더 고장차의 경우의 연료 분사량 분포에 다가가는 상태로, 상기 측정대상 차량(T)의 실제 엔진 상태가 통계적인 방법으로 구한 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)에서 벗어난 정도(즉 노후 또는 이상이 있는 정도)를 더욱 잘 나타내 주기 때문이다. 이와 마찬가지로, 상기 중간 구간(Sm)에서 상기 구간별 빈도차(PD)값이 음인 경우가 역시 좀 더 고장차의 경우의 연료 분사량 분포에 다가가는 상태로, 상기 측정대상 차량(T)의 실제 엔진 상태가 통계적인 방법으로 구한 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)에서 벗어난 정도(즉 노후 또는 이상이 있는 정도)를 더욱 잘 나타내 주게 된다. 여기서 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 그래프는 측정 대상 차량이 보편적으로 보여주는 경향의 표준이라는 의미가 있음을 주목하여야 한다.

한편, 상기 상위구간(Sh), 상기 하위 구간(Sl) 및 상기 중간 구간(Sm)을 구분하여 결정하는 방법으로는 실험적 또는 이론적으로 대단히 다양한 실시예가 가능하며, 그 일 실시예로는 일반적으로 정규분포함수의 중심축으로부터 변곡점이 위치하는 δ(표준편차) 만큼 각각 이격된 구간사이를 상기 중간 구간(Sm)으로, 그 밖의 구간을 각각 상기 상위 구간(Sh) 및 하위 구간(Sl)으로 설정하는 것이 가능하다.

본 발명에서는 연료분사량 변화량에 따라 실제 엔진에서 느껴지는 현상의 정도를 기준으로 나누었는데 그 배경은 다음과 같다. 즉 연료분사량 변화량이 도 11의 x축을 평균값에서 멀어지는 쪽으로, 1단계로 진동이 거의 나타나지 않는 정도(연료분사량 변화량으로 0-0.3mCC 정도)를 정상 범위라고 할 수 있는 중간구간(sm)으로 정하고, 2단계는 진동이 발생하지만 별로 신경이 쓰이지 않는 정도의 범위(연료분사량 변화량으로 0.4-0.6mCC), 3단계는 진동과 함께 소음 차체 진동 등이 발생하는 범위로서 다소 신경이 쓰이는 정도(연료분사량 범위로 0.7-0.9mCC), 4단계는 3단계에서 느끼는 현상이 심한 것으로 불쾌함도 느끼는 정도(연료분사량 변화량으로 1.0-1.2mCC), 마지막 5단계는 심한 진동과 함께 엔진 흔들림 등을 유발하여 엔진에 큰 무리가 있는 듯이 우려를 나타내는 정도(연료분사량 변화량으로 1.2mCC 이상)로 나누도록 하였으며 이 변화량이 양(+)이면 상기 상위구간(Sh)로 음(-)이면 상기 하위구간(Sl)로 정의하였다. 이러한 단계는 본 발명과 같이 엔진현상을 통하여 느끼는 반응 정도에 따라 나누는 정성적인 구분과 운전석 게이지 등에서 보여질 수 있는 눈금(RPM 게이지 변화량)등을 통하여 나눌 수 있는 정량적인 구분이 있는 것으로 목적에 따라 다양하게 나누는 것이 가능하다.

다음으로, 보정선별 빈도차 계산 단계(S30d)는 상기 선별 빈도차(PS)에 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 평균값으로부터의 변량의 절대값에 따르는 측정 대상 차량 변량 보정 계수(kt)를 곱한 보정선별 빈도차(PDc)를 구하는 단계이다. 이 경우 상기 측정 대상 차량 변량 보정 계수(kt)는 실험적으로 또는 이론적으로 설정하는 것이 가능하며, 상기 측정 대상 차량 변량 보정 계수(kt)를 적용하고자 하는 구간에서 상기 측정 대상 차량 평균값으로부터의 변량의 절대값에 선형적으로 비례하는 값으로 주어지는 것이 일반적이다. 이 경우, 상기 수학식 2에 적용되는 보정함수(Ft)에 설명된 것과 같이 동일한 이유로 신차(N), 고장차(F), 측정대상차(T)에 대해서 동일한 값을 사용하는 것도 가능하다.

다음으로, 빈도값 계산 단계(S30e)는 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 분포 구간을 평균값을 중심으로 가속구간(Sa)과 감속구간(Sd)로 구분한 후, 상기 가속구간(Sa)에서의 상기 보정선별 빈도차(PDc)를 적분 또는 구간별 합산을 통하여 구한 가속 빈도값(Pa)과, 상기 감속구간(Sd)에서의 상기 보정선별 빈도차(PDc)를 적분 또는 구간별 합산을 통하여 구한 감속 빈도값(Pd)를 각각 구하는 단계이다. 이 경우, 상기 가속구간(Sa)과 감속구간(Sd)은 도 10에 나타낸 것과 같이, 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 평균값을 중심축으로 하여 구분된다.

다음으로, 엔진 상태 수준값 분석단계(S30f)를 통하여 상기 가속 빈도값(Pa)과 상기 감속 빈도값(Pd)을 이용하여, 하기 수학식 3을 충족하는 엔진 길들이기 수준값(EL3)을 구하게 된다.

이 경우, 상기 엔진 길들이기 수준값(EL3)의 부호는 상기 측정대상 차량(T)의 실제 엔진 상태가 엔진 회전수를 증가시키는 방향으로 주로 작동하게 되는지(상기 엔진 길들이기 수준값(EL3)이 양인 경우) 아니면 상기 측정대상 차량(T)의 실제 엔진 상태가 엔진 회전수를 감소시키는 방향으로 주로 작동하게 되는지(상기 엔진 길들이기 수준값(EL3)이 음인 경우)를 알려주는 지표가 된다.

또한, 상기 엔진 길들이기 수준값(EL3)의 크기는, 상기 측정대상 차량(T)의 실제 엔진 상태가 엔진 회전수를 증가 또는 감소시키는 방향으로 편향된 정도를 나타내 주게 된다.

마지막으로, 분석 결과 표시단계(S6)에 관하여 설명한다.

상기 분석 결과 표시단계(S6)는 도 5에 나타낸 것과 같이 상기 엔진 상태 분석 단계(S5)를 통하여 분석된 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 표시하는 단계이다.

이 경우, 상기 분석 결과 표시단계(S6)에서는 상기 엔진 상태 분석 단계(S5)를 구성하는 변동폭 상태 분석 단계(S10), 정규 분포 상태 분석 단계(S20) 또는 정규 분포 빈도차 분석 단계(S30)에 따라 각각 엔진 상태 수준값(EL1), 엔진 상태 수준값(EL2), 엔진 길들이기 수준값(EL3)을 표시하는 것은 물론, 도 9 또는 도 10에 도시한 것과 같이 상기 신차 정규분포 함수(Fn), 고장차 정규분포 함수(Ff), 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft), 각 연료 분사량별 발생 빈도수(Pt) 및 선별 빈도차(PS)등 다양한 정보를 함께 표시하는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 장치(100)에 관하여 설명한다. 상기 엔진 검사 분석 장치(100)는 도 11에 도시한 것과 같이 크게, 센서 입출력 연결부(110), 주 제어 장치(120), 디스플레이부(130) 및 조작 입력부(140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

먼저, 센서 입출력 연결부(110)에 관하여 설명한다. 상기 센서 입출력 연결부(110)는 도 11에 도시한 것과 같이, 신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 차량에 설치되어 있는 차량의 OBD-2 커넥터(10)를 포함하는 센서 신호 출력부(20)에 각각 연결되어 상기 센서 신호 입력 단계(S1)에 필요한 상기 각각의 연료 분사량 신호를 입력받는 기능을 가진다. 한편, 파워/밸런스량을 사용하여 본 발명을 실시하는 경우에는, 상기 센서 입출력 연결부(110)는 상기 신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 차량에 설치되어 있는 차량의 OBD-2 커넥터(10)를 포함하는 센서 신호 출력부(20)에 각각 연결되어 상기 센서 신호 입력 단계(S1)에 필요한 상기 각각의 파워/밸런스량 신호를 입력받는 기능도 가지는 것이 바람직하다.

다음으로, 주 제어 장치(120)에 관하여 설명한다. 상기 주 제어 장치(120)는 도 11에 도시한 것과 같이 상기 센서 입출력 연결부(110)에 연결되어, 상기한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법을 수행하는 기능을 가진다. 상기한 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법을 수행하는 기능을 가지도록 상기 주 제어 장치(120)를 구성하고 프로그래밍하는 기술은, 본 발명이 속하는 기술분야에서는 널리 알려져 실시되는 기술 수준에 해당하므로 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 디스플레이부(130)에 관하여 설명한다. 상기 디스플레이부(130)는 도 11에 도시한 것과 같이, 상기 주 제어 장치(120)에 연결되어 엔진 연소상태 검사 분석 과정 및 결과를 시각적으로 표시하는 기능을 가진다.

다음으로, 조작 입력부(140)에 관하여 설명한다. 상기 조작 입력부(140)는 도 11에 도시한 것과 같이, 상기 주 제어 장치(120)에 연결되어 사용자의 조작 입력을 입력받는 기능을 가진다. 상기 조작 입력부(140)는 키보드, 키패드, 마우스, 태블릿 등 다양한 입력 수단 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성하는 것이 가능하다.

한편, 본 발명의 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 장치(100)는 도 11에 도시한 것과 같이, 상기 주 제어 장치(120)에 연결되는 무선 통신 모듈(150) 또는 인터넷 망(160) 중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 주 제어 장치(120)와 연결되어, 상기 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석방법의 수행 결과를 조회할 수 있는 외부 단말기기(170)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 외부 단말기기(170)는 PDA, 스마트폰, 태블릿 피씨, 노트북 등 다양한 기기 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성하는 것이 가능하다.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

N: 신차 대조군 F: 고장차 대조군
T: 측정 대상 차량
10: OBD-2 커넥터 20: 센서 신호 출력부
100: 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 장치
110: 센서 입출력 연결부
120: 주 제어 장치
121: 주 제어부 122: 저장부
123: 비 휘발성 메모리 124: 휘발성 메모리
130: 디스플레이부 140: 조작 입력부
150: 무선 통신 모듈 160: 인터넷 망
170: 외부 단말기기

Claims

삭제
신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 연료 분사량 신호를 포함하는 센서 신호들을 입력받는 센서 신호 입력 단계(S1);
상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터를 측정하는 신차 연료 분사량 측정단계(S2);
상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터를 측정하는 고장차 연료 분사량 측정단계(S3);
상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 분석하고자 하는 상기 측정 대상 차량(T)의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 측정하는 측정 대상 차량 연료 분사량 측정단계(S4);
상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터와 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터에 대하여, 상기 측정 대상 차량의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 비교분석하여 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 판단하는 엔진 상태 분석 단계(S5);
상기 상태 분석 단계(S5)를 통하여 분석된 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 표시하는 분석 결과 표시단계(S6); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 엔진 상태 분석 단계(S5)는,
상기 신차 대조군(N)의 각각의 실린더별 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터의 평균(An)값을 구한 후, 상기 각각의 실린더별 평균값(An)의 최대값(Maxn)과 최소값(Minn)을 선택하여 그 차이를 구하여 신차 대조군 변동폭(Dn)을 구하는 신차 대조군 변동폭 계산 단계(S10a);
상기 고장차 대조군(F)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터의 평균값을 구한 후, 상기 각각의 실린더별 평균값의 최대값과 최소값을 선택하여 그 차이를 구하여 고장차 대조군 변동폭(Df)을 구하는 고장차 대조군 변동폭 계산 단계(S10b);
상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 평균값을 구한 후, 상기 각각의 실린더별 평균값의 최대값과 최소값을 선택하여 그 차이를 구하여 측정 대상 차량 변동폭(Dt)을 구하는 측정 대상 차량 변동폭 계산 단계(S10c);
상기 신차 대조군 변동폭(Dn), 상기 고장차 대조군 변동폭(Df) 및 상기 측정 대상 차량 변동폭(Dt)을 이용하여, 하기 수학식 1을 충족하는 엔진 상태 수준값(EL1)을 구하는 엔진 상태 수준값 분석단계(S10d); 를 포함하여 구성되는 변동폭 상태 분석 단계(S10)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법.

[수학식 1]

이 경우 상기 K는 소정의 보정계수 이다.
신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 연료 분사량 신호를 포함하는 센서 신호들을 입력받는 센서 신호 입력 단계(S1);
상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터를 측정하는 신차 연료 분사량 측정단계(S2);
상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터를 측정하는 고장차 연료 분사량 측정단계(S3);
상기 연료 분사량 신호를 이용하여, 분석하고자 하는 상기 측정 대상 차량(T)의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 측정하는 측정 대상 차량 연료 분사량 측정단계(S4);
상기 신차 대조군(N)의 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터와 상기 고장차 대조군(F)의 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터에 대하여, 상기 측정 대상 차량의 연료 분사량(St)의 분포 데이터를 비교분석하여 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 판단하는 엔진 상태 분석 단계(S5);
상기 상태 분석 단계(S5)를 통하여 분석된 상기 측정 대상 차량(T)의 엔진 상태를 표시하는 분석 결과 표시단계(S6); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 엔진 상태 분석 단계(S5)는,
상기 신차 대조군(N)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(Sn)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차 및 평균값을 구한 후, 신차 정규분포 함수(Fn)를 구하는 신차 대조군 정규분포 함수 도출 단계(S20a);
상기 고장차 대조군(F)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(Sf)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차 및 평균값을 구한 후, 고장차 정규분포 함수(Ff)를 구하는 고장차 대조군 정규분포 함수 도출 단계(S20b);
상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차및 평균값을 구한 후, 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)를 구하는 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S20c);
상기 신차 정규분포 함수(Fn)에 대하여, 상기 신차 평균값으로부터의 변량의 절대값에 의한 신차 변량 보정 계수(kn)를 곱한 신차 분포 보정 함수(Fcn)를 구하는 신차 분포보정 함수 도출 단계(S20d);
상기 고장차 정규분포 함수(Ff)에 대하여, 상기 고장차 평균값으로부터의 변량의 절대값에 의한 고장차 변량 보정 계수(kf)를 곱한 고장차 분포 보정 함수(Fcf)를 구하는 고장차 분포 보정 함수 도출 단계(S20e);
상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)에 대하여, 이를 상기 측정 대상 차량 평균값으로부터의 변량의 절대값에 의한 측정 대상 차량 변량 보정 계수(kt)를 곱한 측정 대상 차량 분포 보정 함수(Fct)를 구하는 측정 대상 차량 분포 보정 함수 도출 단계(S20f);
상기 신차 분포 보정 함수(Fcn), 상기 고장차 분포 보정 함수(Fcf) 및 상기 측정 대상 차량 분포 보정 함수(Fct)에 대하여, 소정의 각각의 상위 구간(Sh) 및 하위 구간(Sl)에 관하여 적분하여 신차 대조군 엔진회전수변화총량(Dev_n), 고장차 대조군 엔진회전수변화총량(Dev_f) 및 측정 대상 차량 엔진회전수변화총량(Dev_t)를 구하는 분포 보정 함수 적분 단계(S20g);
상기 신차 대조군 엔진회전수변화총량(Dev_n), 고장차 대조군 엔진회전수변화총량(Dev_f) 및 측정 대상 차량 엔진회전수변화총량(Dev_t)를 이용하여, 하기 수학식 2를 충족하는 엔진 상태 수준값(EL2)을 구하는 엔진 상태 수준값 분석단계(S20h); 를 포함하여 구성되는 정규 분포 상태 분석 단계(S20)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법.

[수학식 2]
청구항 제 3항에 있어서,
상기 엔진 상태 분석 단계(S5)는,
상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 최소값, 최대값, 표준 편차 및 평균값을 구한 후, 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)를 구하는 측정 대상 차량 정규분포 함수 도출 단계(S30a);
상기 측정 대상 차량(T)의 각각의 실린더별로 연료 분사량(St)의 분포 데이터의 각 연료 분사량별 실제 발생 빈도수(Pt)와 각 연료 분사량별 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 적분을 통하여 계산한 값에 실제 발생한 연료분사량 신호의 총 데이터 수를 곱하여 도출된 값과의 차이인 구간별 빈도차(PD)를 계산하는 구간별 빈도차 계산 단계(S30b);
상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 분포 구간을 소정의 상위구간(Sh), 중간 구간(Sm) 및 하위 구간(Sl)로 구분하여, 상기 상위구간(Sh) 및 상기 하위 구간(Sl)에서는 상기 구간별 빈도차(PD)값이 양인 경우만을 선별하여 선별 빈도차(PS)로 선택하고, 상기 중간 구간(Sm)에서는 상기 구간별 빈도차(PD)값이 음인 경우만을 선별하여 상기 선별 빈도차(PS)로 선택하는 구간별 빈도차 선별 단계(S30c);
상기 선별 빈도차(PS)에 상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 평균값으로부터의 변량의 절대값에 따르는 측정 대상 차량 변량 보정 계수(kt)를 곱한 보정선별 빈도차(PDc)를 구하는 보정선별 빈도차 계산 단계(S30d);
상기 측정 대상 차량 정규분포 함수(Ft)의 분포 구간을 평균값을 중심으로 가속구간(Sa)과 감속구간(Sd)로 구분한 후, 상기 가속구간(Sa)에서의 상기 보정선별 빈도차(PDc)를 적분 또는 구간별 합산을 통하여 구한 가속 빈도값(Pa)과, 상기 감속구간(Sd)에서의 상기 보정선별 빈도차(PDc)를 적분 또는 구간별 합산을 통하여 구한 감속 빈도값(Pd)를 각각 구하는 빈도값 계산 단계(S30e);
상기 가속 빈도값(Pa)과 상기 감속 빈도값(Pd)을 이용하여, 하기 수학식 3을 충족하는 엔진 길들이기 수준값(EL3)을 구하는 엔진 상태 수준값 분석단계(S30f); 를 포함하여 구성되는 정규 분포 빈도차 분석 단계(S30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법.

[수학식 3]
청구항 제 2항 내지 제4항 중 어느 한 항의 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법을 수행하는 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 장치에 있어서,

차량의 OBD-2 커넥터(10)를 포함하는 센서 신호 출력부(20)에 연결되어 상기 센서 신호 입력 단계(S1)에 필요한 상기 신차 대조군(N), 고장차 대조군(F) 및 측정 대상 차량(T)의 각각의 연료 분사량 신호를 입력받는 센서 입출력 연결부(110);
상기 센서 입출력 연결부(110)에 연결되어, 상기 청구항 제 2항 내지 제4항 중 어느 한 항의 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법을 수행하는 주 제어 장치(120);
상기 주 제어 장치(120)에 연결되어 엔진 연소상태 검사 분석 과정 및 결과를 시각적으로 표시하는 디스플레이부(130);
상기 주 제어 장치(120)에 연결되어 사용자의 조작 입력을 입력받는 조작 입력부(140); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 장치(100).
청구항 제 5항에 있어서,
상기 주 제어 장치(120)에 연결되는 무선 통신 모듈(150) 또는 인터넷 망(160) 중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 주 제어 장치(120)와 연결되어, 상기 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 방법의 수행 결과를 조회할 수 있는 외부 단말기기(170); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축 착화 기관 차량의 연료분사량 분석을 통한 엔진 검사 분석 장치(100).