차속 센서 시그널의 파형 보기

1. 고장 내용

1. 차속 센서의 고장

고장원인

1.1 차속 센서의 고장 또는 차속 센서 배선(시그널 선, 접지선)에 이상

수리방법

1.1 차속 센서를 교환한다
1.2 차속 센서 접지선의 연결 상태 불량 또는 외부(전원부 또는 접지부)와 접촉함

엔진 현상

공회전 중에 회전수가 기준 회전수보다 약간 높게 유지되기도 하며 약간씩 회전수가 오르락 내리락 한다.

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2. 과도한 차속의 발생

고장원인

2.1 차속 시그널에 노이즈가 과도 발생
(가) TCU와 연결된 선에서 노이즈 유입
(나) 점화계통에서 발생된 노이즈가 유입

수리방법

2.1 차속 센서를 교환하지 말고 차속센서의 배선을 실드하고 다른 선과 연결된 경우 분리하여 단선으로 직접 연결한다.

엔진 현상

공회전 중에 회전수가 기준 회전수보다 약간 높게 유지되기도 하며 약간씩 회전수가 오르락 내리락 한다.
수동 기어 차량의 경우 급 가속 시 울컥거림이 커질 수 있으며, 오토매틱 차량의 경우 저속에서 고단기어가 물리면서 가속이 안 되는 현상이 나온다.

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2. 현장 사례

차량 : 크레도스 2.0L DOHC A/T, 주행거리 : 약 28,000Km
현상 설명 : 출발할 때 2단이나 3단으로 출발하며, 가속 감이 매우 부족하다.
원인 : 차속 시그널에 노이즈가 많이 발생하여, ECU에서 정지 시에도 40∼70Km/H의 차속으로 주행 중으로 인식하여 출발 시에 1단이 아닌 2단 또는 3단으로 시프트 되었다
파형 보기 :


설명 : 차속 시그널은 펄스 시그널의 높이와 폭에 관계없이 주파수(초당 나오는 ON/OFF의 반복수)만으로 차속을 계산한다. 그러므로 차속 시그널의 형태에 관계없이 상하 방향으로 나오는 노이즈는 차속을 계산하는데 시그널로 인식된다.
응용 확대 : 펄스(ON/OFF시그널이 반복 되는 것)를 입력으로 받아들이는 경우는 대부분 폭과 높이에 관계없이 초당 몇 번 나오는가(주파수) 만을 보게 된다. 그러므로 펄스를 입력으로 받는 시그널에 노이즈가 있으면 일단 문제를 일으킬 수 있다고 판단하여 대응을 한다.
< 펄스 시그널을 입력으로 받는 것 >
㉠ 크랭크 앵글 시그널
㉡ 캠 앵글 시그널
㉢ 차속 시그널
㉣ 노크 시그널
㉤ ECU와 TCU사이의 통신 시그널 : TPS, 냉각수온, 엔진 토오크(Torque), 엔진 회전수, 엔진 토오크(Torque) 감소 요청 등.

3. 차속 센서의 위치



4. 확인 방법

고장을 확인 하는 방법과 진단을 설명합니다.

준비내용

1. 오실로 스코프 ( 멀티메터는 사용하지 않도록 한다)
2. 차속센서 배선도
3. 스캐너

1. 배선도를 참조하여 시그널 선, 접지선을 찾아 연결한다.
2. 오실로 스코프를 연결한 상태에서 시그널 전압이 어떻게 나오는가를 본다.
3. 주행 중에 차속을 측정해야 하나, 현실적으로 어렵기 때문에 차가 움직이지 않도록 뒤 바퀴를 고정한 다음 앞쪽 한 바퀴를 모두 틔운 상태에서 기어를 넣고 크러치를 뗀다. 이 때 메터판에 나오는 차속은 디퍼렌셜 기어의 원리에 의하여 실제 차속의 1/2로 나오므로 참조한다.

< 참 고 >
멀티메터를 연결한 경우에는 차속 시그널이 빠르게 ON/OFF로 반복되므로 계측하기 어려우므로 멀티메터를 사용하지 않도록 한다.

비교방법 : 시그널을 측정 후
정상 측정값과 비교한다.
(1) 정상 측정값에서 나온 차속과 주파수/실제 측정한 차속과 주파수를 비교한다.
(2) 가능한 스캐너를 같이 연결하여 밧데리 전압을 동시에 보는 것이 좋다.

< 확인 내용 >
(1) 정지 시에도 스캐너에서 차속을 인식하는가
(2) 차속 시그널에 노이즈가 많이 발생하는가.
(3) 실제 주행 중에도 차속 시그널의 ON/OFF의 변동이 나오지 않는가.

측정 방법

< 차속센서 시그널을 오실로스코프로 측정하는 사진을 입력한 후 배선에 대해서 설명을 기입 >

5. 파형 분석

차속 센서 시그널 특성은 아래 그래프와 같다.
차속 센서의 전압 특성 : 홀 타입
1. 리드 스위치 타입 : 0 - 12 / 0 - 5 볼트
2. 홀 타입 : 0 - 5 / 0 - 12 볼트
3. 마그네틱 타입 : 0 - 40 볼트 (속도에 가변)

< 참고 >
차속 센서에서 노이즈가 많이 발생하여 ECU 및 TCU에서 차속을 잘못 인식하는 경우가 많다. 노이즈가 발생하면 스캐너를 통해 정지 중에도 차속으로 인식을 하는지 보고 차속을 인식하고 있으면 노이즈를 제거해야 한다.


<차속 센서 노이즈 차단 법>

6. 일반 소개

이 차속 센서는 차량이 주행 중에 차속을 보기 위한 것으로, 가장 보편적으로 리드 스위치 타입을 사용하며, 일부는 홀 타입, 마그네틱 타입을 사용한다. 즉 바퀴가 회전함에 따라 같이 회전하는 회전체가 센서부를 지나칠 때마다, ON이되었다가 OFF되는 원리로서 1초당 몇 번 반복되는가로 차속을 알게되는 것이다.

차속 센서의 전압 특성 : 홀 타입
1. 리드 스위치 타입 : 0 - 12볼트
2. 홀 타입 : 0 - 5 / 0 - 12 볼트
3. 마그네틱 타입 : 0 - 20볼트 (속도에 가변)

< 차속 센서의 회로도 : 리드 타입(좌)/홀 타입(중)/마그네틱 타입(우) >

이 차속 시그널을 통하여 단순히 차속 뿐만 아니라 주행 중인가 아니면 정지중인 가를 ECU가 알 수 있도록 한다. 단순히 일정시간에 차속 센서가 몇 번 나오는가를 계산해서 차속을 계산하며 이 때 엔진 회전수를 고려하여 수동차량의 경우 몇 단인지를 알게 하고 자동기어의 차량에서는 기어가 시프트하는데 필요한 차속을 알려주는데 사용한다. 이중에서 다음과 같은 응용에 의해서 이 차속센서의 고장인 경우 발생되는 문제를 유추할 수 있다.

1. ECU는 차량이 정지중일 때는 공회전을 일정하게 맞추기 위해서 ISC밸브를 넓은 폭으로 열었다 닫았다 한다. 반대로 주행중일 때는 좁은 폭으로 한다. 이는 주행중일 때 넓은 폭으로 하게 되면 수동차량의 경우, 내리막길에서 기어를 넣고 감속할 때 가속 페달을 밟지 않고 내려오게 되는데 엔진은 엔진브레이크로 돌아가기 때문에 엔진회전수가 공회전보다 높게 되고 그러면 ISC밸브를 계속 닫아주어 크럿치를 밟으면 공기가 부족해서 공회전이 심하게 부조하거나 시동이 꺼지게 된다. 그래서 주행중일 때를 구분해 이 때는 엔진의 부조가 있어도 많이 ISC밸브를 닫거나 열지 않는다.

2. 차량이 수동 기어인 경우 급 가속을 할 때 몇 단에서 가속했는가에 따라 몸에 느끼는 충격이나 가속 감이 큰 차이를 보인다. 그래서 각 단별로 이러한 충격과 가속감을 좋게 하기 위해서 차속과 엔진 회전수를 고려해 각 단을 판정하게 한다.

3. 차량이 자동 기어인 경우 가속페달을 얼마나 밟았는 가와 그 때의 차속이 얼마인가를 고려해서 적당한 기어 단수가 물리도록 한다

< 참 고 > 위의 응용에서
1. 정지중일 때 주행 중이라고 잘못 판정하면 공회전시 부조가 발생하며, 반대로 주행중일 때 정지로 판정하면 심한 엔진 부조나 시동 꺼짐이 발생한다.
2. 차속을 정확히 판정 못하면 각 기어 단수를 잘못 판정하여 가속 시 충격이 심해지거나 가속 감이 나빠질 수 있다.
차속을 정확히 판정 못하면 각 단이 자동으로 바뀌는 것이 빨라지거나 늦어진다

차속(車速) 센서는 차량의 주행 속도를 측정하는 것으로 대부분 알고 있을 듯 하다. 그러면 차속을 왜 알아야 하는 지와 ECU내부에서 어떻게 처리되는 가를 알면 이에 관한 고장에 대한 수리는 물론 ECU의 기능(역할)을 좀더 넓고 깊숙이 알 수 있는 기회가 되지 않을까 싶다.


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