[스크랩] 노크 센서..
노크센서는 엔진에서 노킹이 발생 시 점화시기를 지각(Retard)하는 것으로 정비사 대부분이 알고 있는 내용일 것이다. 실제 틀린 것이 아니며 현장에서 별로 고장이 나는 경우가 많지 않고 특별히 이것에 의해 엔진에서 이상한 현상도 별로 보이지 않아, 그냥 전자제어 계통의 부품으로 정비사들에게 단순 취급되지 않을까 싶다.
노크센서는 엔진에서 노킹이 발생 시 점화시기를 지각(Retard)하는 것으로 정비사 대부분이 알고 있는 내용일 것이다. 실제 틀린 것이 아니며 현장에서 별로 고장이 나는 경우가 많지 않고 특별히 이것에 의해 엔진에서 이상한 현상도 별로 보이지 않아, 그냥 전자제어 계통의 부품으로 정비사들에게 단순 취급되지 않을까 싶다
|
것이다. <그림1> ECU와 노킹 시그널
<참고> 만약 ECU 내부에서 이 부품(시그널을 받아서 자동으로 처리한 다음 프로세서에 전달하는 부품)에서 프로세서에 전달해야 하는 값이 전달이 안되면 ECU는 ECU내 노크센서 통신 불량이라는 자기진단을 한다. 2. ECU 내부에서 노킹이 발생할 때 주파수(통상 8∼16KHz)가 나올 때 그 개수가 기준치 이상이 되면 노킹으로 판정한다. 여기서 대부분의 정비사 분들이 이해하고 있는 것이 노킹 발생 시 노크 센서에서 오는 시그널이 커지면 노킹으로 판정한다고 알고 있는데 틀린 것은 아니다. 다만 정확하게 말하자면 노킹이라고 판정하게 정한 주파수 안에 드는 시그널이 크게 나오면 노킹이라고 판정하는 것이다. 그러면 노크 시그널이 굉장히 크게 나오는데 주파수가 맞지 않으면 노킹 판정을 못하는가? 그렇다라고 말할 수 있다. 그런데 현실적으로 노킹 판정이 안 되는 주파수 영역에서 진동을 엔진에서 발생시키기가 매우 힘들다. <그림2> 주파수 별 노크 시그널
3. 노킹 시그널은 한 개로서 크랭크 앵글 센서 시그널과 캠 시그널로 각 기통의 노킹을 판정하게 한다. 이를 노킹 윈도우라고 하는데, 시험을 통하여 각 기통 별로 실제 노킹을 발생시켜 보고 크랭크 앵글 센서 시그널에 롱 투스(투스의 폭이 넓은 것)로부터 몇 번째 영역에 노킹 센서 시그널이 크게 나오는 가를 실제로 보고 실제 발생하는 영역 보다 약간 더 넓게 노킹 판정 영역으로 정한다. 그리고 캠 시그널은 기통 번호를 알아내는데 사용한다. <참고> 일부 차종은 기통에 관계없이 전부 지각하는 경우가 있는데 이것은 프로그램이 구형이라고 생각하면 된다. 또한 V형 엔진 같은 경우는 각 엔진 블록에 노킹센서를 장착하여 2개가 되는데 이는 노킹 발생 시 엔진 블록에서 발생하는 진동이 다른 블록에 잘 전달되지 않기 때문이다. <그림3>노킹 발생시 해당 기통 판정방법
<그림4> 점화시 실린더내의 압력
4. 노킹 시그널을 증폭(대부분) 또는 감쇠(일부)한다. 그러나 숨어 있는 내용이 있다. 만약 엔진이 매우 길이 잘 들어 진동도 적고 원활하게 회전을 한다면 노킹 시그널이 매우 작게 나올 것이다. 그러면 선이 끊어 졌을 때 어떻게 될 것인가? 잘 구별이 안 된다. 그리고 엔진이 높은 회전수에서 진동이 심하여 노킹시그널이 전반적으로 높게 나와 약 4볼트 이상이 된다면 어떻게 노킹을 판정하는 기준을 정할 수 있겠는가? 그래서 ECU에서는 노킹이 발생하지 않는 경우 통상 1볼트 수준에 맞도록 하고, 노킹 판정도 엔진 조건별로 다르게 정할 수 잇도록 하였다. <참고> 전자제어 메이커마다 약간씩 다른 것이 선이 끊어졌을 때 낮은 전압이 그대로 나오는 것이 있지만 어떤 경우 약 2.5볼트 정도로 일정하게 나오게 한 경우도 있다.(산소센서의 시그널 선이 끊어 졌을 때와 같이 5. 노킹이 판정이 되면 노킹이 발생하는 기통의 점화시기를 지각을 하는데, 보통 2가지로 한다. 노킹이 약할 때(일명 Light 또는 Middle 노킹)와 심한 노킹(Severe 노킹)이 있는데 이 기준은 노킹 시그널의 전압이 어느 정도 높은 가를 판정하는 것이다. 6. 노킹이 많이 발생하여 항상 노킹에 의하여 지각하는 양이 약 4도 이상이 되면 서서히 학습을 한다. 즉 약 10∼20 싸이클(입력 값) 동안 계속 노킹에 의해 지각하는 양이 4도 이상 지각이 되면 일정한 양(통상 0.2∼1도)만큼 지각을 기본적으로 시켜준다. 그 지각할 수 있는 최대 값은 약 6도 내지 12도 정도인데 엔진 회전수와 흡입 공기량 별로 다르게 정한다. 그러다가 약 40∼100싸이클(입력 값)동안 노킹이 발생하지 않으면 일정한 양(통상 0.1∼0.3도씩)만큼 다시 진각을 시켜 준다.
|
예를 들어 옥탄가를 낮은 것을 사용하였다면 노킹이 발생하기 시작할 것이다. 그러면 ECU는 노킹 발생 시마다 지각을 하면서 시간이 지나면 학습을 하여 노킹이 안 생기도록 지각 양을 기본 점화시기에서 빼 줄 것이다. 그리고 다시 옥탄가를 높은 것을 사용하였다면 노킹이 안 생길 것이고 그러면 시간이 지나면서 다시 서서히 점화시기를 높이게 되는데, 바로 이런 목적을 위해 노킹 센서를 쓰는 가장 큰 이유이다. <그림5> 노킹센서 시그널
7. 노킹에 의해 지각한 점화시기가 약 4도 이상이 되면 연료를 추가로 공급한다. 점화시기가 지각이 되면 배기가스의 온도가 높아진다. 그래서 만약 배기가스 온도가 약 830℃ 이상이 되면 배기 밸브나 산소센서, 촉매 등의 열 손상을 방지하기 위해 추가의 연료를 공급하여 배기가스 온도가 과도하지 않게 한다. <그림6> 점화시 실린더내의 압력 |
