KR101417125B1 - 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단 장치 및 방법 - Google Patents

불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

이 발명은 불꽃점화시스템 엔진의 모든 실린더의 점화계통을 구성하는 점화코일의 단선과 쇼트 및 스파크 플러그의 고장 여부를 자동으로 진단할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 발명에 따른, 다수의 실린더로 이루어지고 각 실린더마다 별도의 점화코일과 스파크 플러그가 구비된 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단장치는, 상기 다수의 실린더의 점화계통의 점화코일을 순차적으로 강제 단선한 후 엔진 RPM의 감소 여부를 판단하여 상기 강제 단선된 점화계통의 고장 여부를 판단하는 엔진제어유닛(ECU)과, 상기 엔진제어유닛(ECU)의 제어를 받아 상기 강제 단선된 점화계통의 실린더 정보와 고장으로 판단된 실린더 정보를 표시하는 표시부와, 사용자가 입력하는 고장 진단 명령을 상기 엔진제어유닛(ECU)에게 제공하는 진단스위치를 구비한다.
엔진제어유닛, ECU, 실린더, 점화계통, ignition, 자가진단, diagnostic, 불꽃점화, 점화코일, 스파크 실린더, 점화실린더

Description

불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단 장치 및 방법 {Auto ignition diagnostic apparatus and method}
이 발명은 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모든 실린더의 점화계통을 구성하는 점화코일의 단선과 쇼트 및 스파크 플러그의 고장 여부를 자동으로 진단할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통을 개략적으로 도시한 도면이다.
일반적으로, 불꽃점화시스템 엔진의 스파크 플러그(11)는 1만 볼트 이상의 고전압과 2천도 이상의 고온 및 50기압 이상의 고압을 연속적으로 견뎌낼 수 있는 기계적, 열적인 강도를 가져야 한다. 또한, 스파크 전압의 공급 라인이 쇼트(끊어짐)되는 것을 방지하기 위하여 절연체를 적당히 보온해야 하고, 혼합기의 연소로 발생되는 카본을 적당히 태워 없애는 자기 청정성과 표면 착화를 일으키지 않도록 적당한 방열성을 갖도록 제작되어야 한다.
한편, 불꽃점화시스템 엔진에 적용되고 있는 점화코일(12)은 1차코일(T1)과 2차코일(T2)로 이루어지며, 엔진제어유닛(Engine Control Unit; 이하 ECU라 함)(13)의 제어를 받아 전원(14)으로부터 제공되는 1차코일(T1)의 전류가 단속되어 2차코일(T2)에 고전압이 유도된다. 2차코일(T2)에는 스파크 플러그(11)가 연결되어 2차코일(T2)에 유도된 고전압에 의해 스파크 플러그(11)에 불꽃 방전이 유도된다.
즉, ECU(13)는 도시되지 않은 파워 트랜지스터를 턴온하여 배터리 전원(14)의 전류가 점화코일(12)의 1차코일(T1)에 흐르도록 유지하다가, 파워 트랜지스터를 턴오프하여 1차코일(T1)의 전류를 단속함으로써, 2차코일(T2)에서 고전압이 유도되도록 한다. 그러면, 이 2차코일(T2)에 연결된 스파크 플러그(11)에 불꽃 방전이 유도된다. 이 점화코일과 스파크 플러그를 점화계통이라 한다.
이러한 불꽃점화시스템 엔진에서 점화코일이나 스파크 플러그가 고장나면, 실화가 발생하고 엔진 출력이 떨어지며 연비가 악화된다. 따라서, 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통의 고장 여부와 고장 지점을 정확하게 진단할 필요가 있다.
종래의 ECU는 점화코일의 단선과 쇼트 및 스파크 플러그의 고장을 자동으로 진단할 수는 없었다. 종래의 불꽃점화시스템 엔진에서, 점화코일의 단선과 쇼트 및 스파크 플러그의 고장을 진단하려면, 별도의 고장진단툴이 내장된 노트북으로 ECU와 통신하면서 강제 킬링 테스트(killing test)를 수행하거나, 엔진의 모든 실린더의 점화코일과 스파크 플러그를 탈거하거나 교환해야만 그 고장 여부를 판단할 수 있었다. 즉, 점화코일의 단선과 쇼트 및 스파크 플러그의 고장 진단은 별도의 고장진단툴이 필요하거나 점화계통을 탈거하거나 교환해야 하기 때문에 매우 번거롭고 운전자가 손쉽게 자가 진단할 수는 없다.
그러나, 앞서 언급한 바와 같이 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통이 고장나면, 실화가 발생하고 엔진 출력이 떨어지며 연비가 악화되는 문제점이 있으며, 이를 사전에 예방하려면 운전자가 손쉽게 점화코일의 단선과 쇼트 및 스파크 플러그의 고장을 자동으로 자가 진단할 수 있도록 하는 기술의 개발이 필요하다.
이 발명은 상기한 종래기술의 필요성을 충족시키기 위해 창작된 것으로서, 이 발명의 목적은 운전자가 별도의 장비나 고장진단툴이 없더라도 손쉽게 점화계통의 고장 여부와 고장 지점을 자가 진단할 수 있도록 하는 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 이루기 위한 이 발명의 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단 장치는, 다수의 실린더로 이루어지고 각 실린더마다 별도의 점화코일과 스파크 플러그가 구비된 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단장치에 있어서, 상기 다수의 실린더의 점화계통의 점화코일을 순차적으로 강제 단선한 후 엔진 RPM의 감소 여부를 판단하여 상기 강제 단선된 점화계통의 고장 여부를 판단하는 엔진제어유닛(ECU)과, 상기 엔진제어유닛(ECU)의 제어를 받아 상기 강제 단선된 점화계통의 실린더 정보와 고장으로 판단된 실린더 정보를 표시하는 표시부와, 사용자가 입력하는 고장 진단 명령을 상기 엔진제어유닛(ECU)에게 제공하는 진단스위치를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명의 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단 방법은, 다수의 실린더로 이루어지고 각 실린더마다 별도의 점화코일과 스파크 플러그가 구비된 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단방법에 있어서, 운전자가 진단스위치를 온 하면, 엔진제어유닛(ECU)이 실린더에 구비된 제어계통의 점화코일을 설정된 시간동안 강제 단선하는 제1단계와, 상기 엔진제어유닛(ECU)이 엔진 RPM이 감소하는지 점검하는 제2단계와, 상기 엔진제어유닛(ECU)이 상기 엔진 RPM이 감소하면 상기 실린더의 점화계통을 정상으로 판단하고 상기 엔진 RPM이 감소하지 않으면 상기 실린더의 점화계통을 고장으로 판단하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 이 발명은, 각 실린더의 점화계통을 구성하는 점화코일과 스파트 플러그의 고장 여부를 판단하고 고장 여부를 표시하기 때문에, 운전자가 별도의 장비나 고장진단툴이 없더라도 엔진의 점화계통의 고장을 손쉽게 진단할 수 있는 효과가 있다.
이하, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 이 발명에 의한 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
불꽃점화시스템 엔진은 다수의 실린더로 이루어지며, 각 실린더마다 별도의 점화코일(IC1, IC2, …, ICn)과 스파크 플러그(SP1, SP2, …, SPn)가 구비되고, 각각의 점화코일(IC1, IC2, …, ICn)과 스파크 플러그(SP1, SP2, …, SPn)는 ECU의 제어를 받아 구동한다.
이 발명의 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단장치는, 다수의 실린더의 점화계통의 점화코일(IC1, IC2, …, ICn)을 순차적으로 강제 단선한 후 엔진 RPM의 감소 여부를 판단하여 해당 점화계통의 고장 여부를 판단하는 ECU(21)와, ECU(21)의 제어를 받아 고장 진단중인 실린더 정보 및 고장난 실린더 정보를 표시하는 표시부(22)와, 사용자가 입력하는 진단 명령을 ECU(21)에게 제공하는 진단스위치(23)를 구비한다.
이하, 이 발명에 따른 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단방법을 설명한다.
도 3은 이 발명에 따른 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단방법을 도시한 동작 흐름도이다.
ECU(21)는 엔진을 구동하고(S31), 엔진의 아이들(idle) 상태에서 운전자가 진단스위치를 온하면(S32), ECU(21)는 이 발명에 따른 점화계통 고장 진단방법을 수행한다.
먼저, ECU(21)는 첫번째 실린더의 제1점화코일(IC1)을 설정시간(예컨대, 5초)동안 강제 단선하고, 고장 진단중인 실린더 정보를 표시부(22)에 표시한다(S33).
만약, 고장 진단중인 실린더의 점화계통이 정상적인 경우, ECU(21)가 해당 실린더의 점화코일을 단선하면 엔진 RPM은 순간적으로 감소한 후 600RPM에 수렴한다. 이는 해당 실린더에서 연소가 발생 되지 않으나 다른 실린더에서 연소가 발생 되기 때문이다. 그러나, 고장 진단중인 실린더의 점화계통이 고장난 경우 즉, 점화코일의 단선, 쇼트 및 스파크 플러그의 단선 시에는 ECU(21)가 해당 실린더의 점화코일을 강제로 단선시키더라도 엔진 RPM은 변하지 않는다. 이는, 점화계통이 고장난 즉, 점화코일이 단선, 쇼트 되거나, 스파크 플러그가 단선된 실린더에서는 연소가 발생 되지 않았었기 때문이다.
따라서, ECU(21)는 단계 S33을 수행한 후, 엔진 RPM이 감소하는지를 점검한다(S34). 단계 S34의 결과, 엔진 RPM이 감소하지 않으면 해당 실린더의 점화계통 고장으로 판단하고, 고장난 실린더 정보를 표시하고 별도의 저장부에 저장한다(S35). 다음, 모든 실린더의 점화계통에 대한 진단이 이루어졌는지를 판단하여(S36), 모든 실린더의 점화계통에 대한 진단이 이루어지지 않았으면 다음 번 실린더의 점화코일을 설정시간(예컨대, 5초) 동안 강제 단선하고 고장 진단중인 실린더 정보를 표시부에 표시한다(S37). 단계 S37을 수행한 후 단계 S34부터 반복한다.
한편, 단계 S34의 결과, 엔진 RPM이 감소하면 단계 S35를 수행하지 않고 바로 단계 S36으로 진행한다.
단계 S36에서 모든 실린더의 점화계통에 대한 진단이 이루어졌으면 고장 진단을 종료한다. 이때, 운전자로 하여금 진단스위치를 한 번 더 누르도록 유도할 수 있다.
도 1은 일반적인 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 이 발명에 따른 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단장치의 개략적인 구성도,
도 3은 이 발명에 따른 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단방법의 동작 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
IC1, IC2, …, ICn : 점화코일 SP1, SP2, … , SPn : 스파크 플러그
21 : 엔진제어유닛(ECU) 22 : 표시부
23 : 진단스위치

Claims (3)

  1. 다수의 실린더로 이루어지고 각 실린더마다 별도의 점화코일과 스파크 플러그가 구비된 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단장치에 있어서,
    상기 다수의 실린더의 점화계통의 점화코일을 순차적으로 강제 단선한 후 엔진 RPM의 감소 여부를 판단하여 상기 강제 단선된 점화계통의 고장 여부를 판단하는 엔진제어유닛(ECU)과,
    상기 엔진제어유닛(ECU)의 제어를 받아 상기 강제 단선된 점화계통의 실린더 정보와 고장으로 판단된 실린더 정보를 표시하는 표시부와,
    사용자가 입력하는 고장 진단 명령을 상기 엔진제어유닛(ECU)에게 제공하는 진단스위치를 구비한 것을 특징으로 하는 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단장치.
  2. 다수의 실린더로 이루어지고 각 실린더마다 별도의 점화코일과 스파크 플러그가 구비된 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단방법에 있어서,
    운전자가 진단스위치를 온하면, 엔진제어유닛(ECU)이 실린더에 구비된 제어계통의 점화코일을 설정된 시간동안 강제 단선하는 제1단계와,
    상기 엔진제어유닛(ECU)이 엔진 RPM이 감소하는지 점검하는 제2단계와,
    상기 엔진제어유닛(ECU)이 상기 엔진 RPM이 감소하면 상기 실린더의 점화계통을 정상으로 판단하고 상기 엔진 RPM이 감소하지 않으면 상기 실린더의 점화계통 을 고장으로 판단하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 하는 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 엔진제어유닛(ECU)은 상기 제1단계에서 강제 단선 중인 실린더 정보와, 상기 제3단계에서 고장으로 판단된 실린더 정보를 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화시스템 엔진의 점화계통 고장 진단방법.
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