KR20070068716A

KR20070068716A - 자동차의 점화 코일 고장 진단 방법

Info

Publication number: KR20070068716A
Application number: KR1020050130660A
Authority: KR
Inventors: 김한신
Original assignee: 지멘스 오토모티브 주식회사
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-02
Also published as: KR100738193B1

Abstract

점화 코일에 흐르는 전류 흐름을 제어하는 휴즈를 포함하는 자동차의 점화 장치에 있어, 점화 코일의 1차측 출력 전압을 기초로 점화 코일의 고장 발생 원인을 정확하게 판정할 수 있도록 한 자동차의 점화 코일 고장 진단 방법이 개시되어 있다. 상기에서 설명한 바와 같은 일반적인 점화 장치의 점화 코일이 장시간 그라운드 숏트(short)된 경우 또는 엔진제어기가 불량이 발생되어 점화 코일에 대한 제어가 불가능한 경우 상기 점화 코일 자체가 저항이므로 온도가 상승하게 된다. 이러한 점화 코일의 온도 상승은 엔진 보호를 위한 가연성 커버가 부착된 자동차의 경우 화재 발생의 원인이 되었다. 본 발명에 의하면, 휴즈를 통해 점화 코일에 흐르는 전류 흐름을 제어하고 상기 점화 코일에 흐르는 전류를 소정 시간 동안 모니터링하여 점화 코일 1차측의 출력 전압을 기초로 점화 코일의 고장 원인을 정확하게 판정할 수 있게 된다.

자동차, 점화 장치, 점화 코일, 휴즈

Description

자동차의 점화 코일 고장 진단 방법{METHOD FOR DETECTING ERROR OF SPARK COIL IN CAR}

도 1은 일반적인 자동차의 점화 장치의 구조를 보인 도이다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 점화 장치의 구성을 보인 도이다.

도 3은 도 2에 도시된 엔진제어기의 점화 코일 고장 진단 과정을 보인 흐름도이다.

〈도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명〉

71 : 엔진 제어기 73 : 파워 트랜지스터

75 : 점화 코일 77 : 휴즈

79 : 점화 플러그

본 발명은 자동차의 점화 코일 고장 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동차의 점화 장치에 있어, 점화 코일의 전기적 고장 원인을 정확하게 판정할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 점화장치는 점화 플러그(Spark plug)의 전극간격에 수 만 볼트 이상의 고전압을 가함으로써 불꽃 방전을 일으키게 되고, 이러한 불꽃에너지가 엔진의 실린더 내부에 보내져 연소실 안에 압축된 혼합가스를 전기 불꽃으로 적절한 시기에 점화하여 연소시키는 장치이다.

그리고, 상기 점화 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 점화에 필요한 고전압을 발생시키는 점화코일(11)과, 엔진제어기(13)에서 발생된 점화 신호에 따라 상기 점화코일(11)에 흐르는 전류를 제어하기 위한 파워 트랜지스터(15)와, 상기 점화 코일(11)에서 발생되는 고전압을 각 기관의 후술된 점화 플러그에 분배하는 분배기 및 상기 분배기에서 보내진 고전압을 전극간격에 가함으로써 불꽃을 발생시키는 점화플러그(17) 등으로 구성된다.

여기에서 상기 점화코일(11)은 엔진 점화에 필요한 고전압을 발생시키는 일종의 변압기로, 저전압의 자동차용 배터리(Battery) 전압을 입력 전압으로 하여 30,000V 이상의 높은 2차 출력전압을 발생시키는 역할을 하게 된다.

주지하는 바와 같이, 자동차 점화장치는 엔진에서 압축된 혼합기를 폭발적으로 연소시키기 위하여 점화 플러그(17)로 점화시키는 장치로 엔진을 시동하기 위한 시동장치, 배터리를 충전하기 위한 충전장치와 함께 엔진의 원활한 시동과 회전에 불가결한 장치이다. 점화 장치는 전류를 차단하여 1차 서지(surge)전압을 발생시키는 스위치기능을 수행하는 파워 트랜지스터(15)의 타입에 따라 파워 트랜지스터(15)는 엔진 제어기(13)의 내장형, 외장형 그리고 코일 내장형으로 구분된다.

상기에서 설명한 바와 같은 일반적인 점화 장치의 점화 코일이 장시간 그라운드 숏트(short)된 경우 또는 엔진제어기가 불량이 발생되어 점화 코일에 대한 제 어가 불가능한 경우 상기 점화 코일 자체가 저항이므로 온도가 상승하게 된다. 이러한 점화 코일의 온도 상승은 엔진 보호를 위한 가연성 커버가 부착된 자동차의 경우 화재 발생의 원인이 되었다.

또한, 종래에 있어서는 점화 장치의 이상여부를 판정하는 객관적인 방법이 없었으며 단지 정비사의 정비 경험과 단순히 테스트 램프를 이용한 전기의 흐름만으로 점화장치의 이상여부를 판정하고 있다. 점화 장치에 이상이 있다고 판단되는 경우에도 이상의 원인이 전기적 에러인 지를 판단하는 것은 거의 불가능하다. 이에 따라, 실제의 정비 현장에서는 점화 장치의 고장진단에 오류를 범하거나 정확히 고장진단을 하지 못하는 문제점이 있었다. 따라서, 점화 코일의 전기적 에러 또는 엔진 제어기의 불량인 지를 판정하기 위한 별도의 로직이 필요하였다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 제거하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 점화 코일의 과부하 시 점화 코일에 흐르는 전류를 차단하는 휴즈를 설치하고, 점화 코일의 전류 흐름에 따른 점화 코일 1차측 출력 전압을 기초로 점화 코일의 전기적 에러를 정확하게 판정하여 점화 코일의 고장 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 점화 코일 고장 진단 방법을 제공하고자 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 점화 코일 고장 진단 방법은,

엔진 제어기로부터 공급되는 점화 신호에 따라 점화 코일에 전류를 공급하는 파워 트랜지스터와, 상기 점화 코일에 흐르는 전류가 미리 설정된 설정치 이상인 경우 상기 점화 코일에 공급되는 전류의 흐름을 차단하는 휴즈로 구비되는 자동차의 점화 장치에 있어 점화 코일의 고장을 진단 방법은,

a) 외부로부터 공급되는 각 센서들의 신호들을 수신하여 점화 코일의 고장 진단 조건을 만족하는 지를 체크하여 상기 점화 코일 고장 진단 조건을 만족하는 경우 상기 점화 코일의 1차측 출력 전압을 미리 설정된 소정 시간 동안 모니터링하는 단계;

b) 상기 소정 시간 동안 입력된 점화 코일 1차측 출력 전압이 미리 설정된 제1 소정치 이상 제2 소정치(상기 제1 소정치 보다 큰) 이하인 경우 상기 점화 코일을 정상으로 판정하는 단계;

c) 상기 a) 단계의 1차측 출력 전압이 상기 제2 소정치를 유지하거나 상기 제2 소정치에서 상기 제1 소정치로 하강하는 지를 체크하여 상기 점화 코일 1차측 출력 전압이 제2 소정치를 유지하거나 상기 제2 소정치에서 상기 제1 소정치로 하강하는 경우 상기 점화 코일이 그라운드로 쇼트되었다고 판정하여 상기 파워 트랜지스터에 공급되는 점화 신호의 출력을 정지시킨 후 상기 점화 코일의 그라운드 쇼트를 운전자에게 인식시키는 단계; 및

d) 상기 a) 단계의 점화 코일 1차측 출력 전압이 상기 제1 소정치를 유지하는 지를 체크하여 상기 제1 소정치를 유지하는 경우 상기 점화 코일에 과부하가 걸려 상기 휴즈가 단선된 것으로 판정하여 상기 파워 트랜지스터에 공급되는 점화 코일 신호의 출력을 정지시킨 후 상기 점화 코일 라인의 오픈 에러를 운전자에게 인식시키는 단계로 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 휴즈를 통해 점화 코일에 흐르는 전류 흐름을 제어하고 상기 점화 코일에 흐르는 전류를 소정 시간 동안 모니터링하여 점화 코일 1차측의 출력 전압을 기초로 점화 코일의 고장 원인을 정확하게 판정할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 자동차의 점화 장치의 구성을 보인 도이다. 본 발명이 적용되는 자동차의 점화 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진 제어기(71)로부터 공급되는 점화 신호에 따라 스위칭하는 파워 트랜지스터(73)와, 상기 파워 트랜지스터(73)의 스위칭 상태에 따라 고전류가 흐르는 점화 코일(75)과, 점화 코일(75)의 1차측 및 상기 파워 트랜지스터(73)에 흐르는 전류가 미리 설정된 소정치 이상인 경우 전류의 흐름을 차단하는 휴즈(77)와, 상기 점화 코일(75)의 2차측 고압을 분배한 후 분배된 고압에 따라 점화하는 점화 플러그(79)를 포함한다.

여기서, 상기 휴즈(77)는 엔진 제어기(71)의 외부에 파워 트랜지스터(73)가 설치된 경우 상기 점화 코일(75)의 1차측 전단에 설치되고, 바람직하게 상기 점화 코일(75)은 내부 코일에 흐르는 전류가 30A이상인 경우 단선되도록 구비된다. 즉, 상기 소정치는 30A이다.

한편, 상기 휴즈(77)는 상기 파워 트랜지스터(73)가 엔진 제어기(71)의 내부에 설치되는 경우 상기 점화 코일(75)의 1차측과 파워 트랜지스터(73)의 콜렉터측 사이에 접속된다.

이때 상기 휴즈(77)의 케이스는 상기 휴즈(77)가 소정 온도에 도달될 때 변색되어 휴즈(77)의 단선을 정비사 또는 운전자에게 쉽게 인식시키도록 구비된다.

또한, 상기 엔진 제어기(71)는 상기 점화 코일(75)의 1차측에서 출력되는 전압을 기초로 점화 코일의 전기적 에러를 정확하게 진단할 수 있도록 한 프로그램을 더 포함한다.

본 발명에 따른 자동차의 점화 코일 고장 진단 장치는, 상기 진단 결과를 표시할 수 있도록 한 표시부(변색되는 휴즈 케이스)를 더 포함할 수도 있다.

도 3은 도 2에 도시된 상기 엔진 제어기(71)의 점화 코일의 고장 진단 과정을 보인 흐름도이다. 즉, 상기 엔진 제어기(71)는 상기 점화 코일(75)의 1차측 출력 전압을 수신한다.

즉, 상기 엔진 제어기(71)는 점화 코일(75)의 고장 진단 조건에 해당하는 각 센서들의 신호들을 수신하여(단계 101) 점화 코일의 고장 진단 조건이 만족하는 지를 체크한다(단계 103).

여기서, 점화코일의 고장 진단 조건은, 통상적으로, 엔진 운행 중, 엔진 스피드가 1000rpm 이상, 엔진의 충분한 워밍업(warming up), 베터리 전압이 10V이상 16V이하, 및 캠 센서의 정상인 것을 의미한다.

상기의 점화 코일의 고장 진단 조건을 만족하는 경우 상기 엔진 제어기(71)는 소정 시간 동안 입력되는 점화 코일(75)의 1차측 출력 전압을 모니터링한다(단계 105)(단계 107).

즉, 상기 점화 코일(75)의 소정 시간 동안 (약 10초) 입력되는 점화 코일의 1차측 출력 전압이 미리 설정된 제1 소정치 이상 제2 소정치 이하인 소정 범위(0.5V ~ 14V) 내에 존재하는 경우(단계 109), 상기 엔진 제어기(71)는 점화 코일(75)을 정상으로 판정한 후(단계 111) 상기 단계(101)로 진행한다.

한편, 상기 점화 코일(75)의 1차측 출력 전압이 상기 제2 소정치로 유지되는 지를 체크하고(단계 113) 상기 제2 소정치로 유지되는 경우 상기 점화 코일(75)이 그라운드로 숏트(short)되었다고 판정한 후(단계 115) 점화 신호의 출력을 정지시킨다(단계 117).

또한, 상기 단계(113)를 통해 점화 코일의 1차측 출력 전압이 제2 소정치로 유지되지 않는 경우 점화 코일(75)의 1차측 출력 전압이 제2 소정치에서 제1 소정치로 하강하는 지를 체크한다(단계 119). 여기서, 상기 점화 코일(75)의 1차측 출력 전압이 제2 소정치에서 제1 소정치로 하강하는 경우 상기 단계(115)로 진행한다.

이어 상기 엔진 제어기(71)는 상기 단계(119)를 통해 점화 코일(75)의 1차측 출력 전압이 제1 소정치로 유지되는 경우(단계 121) 상기 점화 코일(75)에 과부하가 걸려 상기 휴즈(77)가 단선된 것으로 판정하고(단계 123), 상기 단계(117)로 진행한다.

상기 단계(117)를 통한 점화 코일 고장 판정 결과는 표시부(변색되는 휴즈 케이스)를 통해 운전자 또는 정비사에게 인식된다(단계 118).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 점화 코일의 과부하 시 점화 코일에 흐르는 전류를 차단하는 휴즈를 설치하고, 점화 코일의 전류 흐름에 따른 점화 코일 1차측 전압을 기초로 점화 코일의 전기적 에러를 포함하는 점화 코일의 고장 원인을 정확하게 판정하여 점화 코일의 고장 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

엔진 제어기로부터 공급되는 점화 신호에 따라 점화 코일에 전류를 공급하는 파워 트랜지스터와, 상기 점화 코일에 흐르는 전류가 미리 설정된 설정치 이상인 경우 상기 점화 코일에 공급되는 전류의 흐름을 차단하는 휴즈로 구비되는 자동차의 점화 장치에 있어서,

a) 외부로부터 공급되는 각 센서들의 신호들을 수신하여 점화 코일의 고장 진단 조건을 만족하는 지를 체크하여 상기 점화 코일 고장 진단 조건을 만족하는 경우 상기 점화 코일의 1차측 전압을 미리 설정된 소정 시간 동안 모니터링하는 단계;

b) 상기 소정 시간 동안 입력된 1차측 출력 전압이 미리 설정된 제1 소정치 이상 제2 소정치 이하인 경우 상기 점화 코일을 정상으로 판정하는 단계;

c) 상기 a) 단계의 1차측 출력 전압이 상기 제2 소정치를 유지하거나 제2 소정치에서 제1 소정치 상기 제1 소정치로 하강하는 지를 체크하여 1차측 출력 전압이 제2 소정치를 유지하거나 제2 소정치에서 상기 제1 소정치로 하강하는 경우 상기 점화 코일이 그라운드로 쇼트되었다고 판정하여 상기 파워 트랜지스터에 공급되는 점화 신호의 출력을 정지시킨 후 상기 점화 코일의 그라운드 쇼트를 운전자에게 인식시키는 단계; 및

d) 상기 a) 단계의 1차측 출력 전압이 상기 제1 소정치를 유지하는 지를 체크하여 상기 제1 소정치를 유지하는 경우 상기 점화 코일에 과부하가 걸려 상기 휴 즈가 단선된 것으로 판정하여 상기 파워 트랜지스터에 공급되는 점화 코일 신호의 출력을 정지시킨 후 상기 점화 코일 라인의 오픈 에러를 운전자에게 인식시키는 단계로 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 점화 코일 고장 진단 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 소정치는 0.5V이고, 제2 소정치는 14V인 것을 특징으로 하는 자동차의 점화 코일 고장 진단 방법.