원시데이터는 아날로그 프로세스는 디지털

스코프등으로 CKP 등 파형을 보면 sine wave 형태가 많다. 그러다가 요즈음에는 센서값도 바이너리 형태로 바뀌고 있다. CKP (Hall Effect) 도 바이너리 형태이다. 완전 자율자동차로 가기위한 움직임이다. 현대 자동차 뿐아니라 전투기 우주선 로보트 등에서 모든 데이터 원시데이터는 '아날로그 혹 디지털'이다. ECU가 최종처리하는 데이터는 모두 다 디지털. 바이너리 이다.

자 그럼 아날로그 신호인 sine wave 를 어떻게 ECU가 해석할 수 있을까? 여기에 자동차 정비시 참고할 사항이 있다. 아날로그 신호를 디지털로 바꾸어주는 반도체가 있다. 바로 AD Converter, Analog to Digital Converter 이다. 이 칩이 고장나면 ECU는 입력값 혼란으로 제어불능이 된다. 반대로 Digital 값을 Analog로 바꾸어주는 DA컨버터 칩도 있다.

간헐적 시동꺼짐 현상 과 AD Converter 관계

실제 한 사례를 살펴본다. 주행중 간헐적 시동꺼짐 현상이다. 점화, 연료, 각종 센서, 타이밍등 모든것이 다 정상인것 처럼 측정된다. 하지만 증상은 여전히 간헐적인 시동꺼짐이다. Analog to Digital 변환과정에서 정비사 시각적 경험과 Digital의 엄격한 Binary 데이터 해석으로 인한 CKP 고장인 사례이다.

Inductive 형태 CKP 파형이 sine wave처럼 우리 정비사 눈에는 정상으로 보이는경우가 있다. 즉, 정비사의 눈에는 아날로그 신호가 sine wave로 규칙적이면 정상으로 해석 할 수 있다는 것이다. 그런데 만약 ECU 세팅 유효값을 벗어나면 '0' 으로 처리한다. 정비사 눈에는 정상으로 보일수도 있는경우이다. 실제 사례에서는 최대값이 1327mV 최소값이 659mV, Δ값이 668mV이다. 따라서 최소한 Δ값 증폭이 668mV는 넘어야 유효한 CKP값 ('1')로 처리되는것이다. 증폭이 668mV보다 낮으면 CKP신호가 없는 '0' 상태로 AD 컨버터는 처리하고 ECU는 시도을 꺼버리는 것이다. 이렇듯 Analog 와 Digital 의 데이터 해석은 상당히 다르다. 정비사가 자주 놓치는 부분이 바로 Analog 파형의 시각적 착시 효과이다.

유효데이터값 확보 방법 (팁)

1) 점화파형이든 CKP이든 항상 3단계로 측정해야 오진을 줄 일수 있다. 즉 '아이들, 악셀, 디셀' 단계별 측정해야 유효한 진단. 분석이 된다. 아이들만 하는경우 오진확율이 매우 높아지고 진단이 해갈리고 최종 진단 결론 내이기 힘들 수 있다.

2) 점화파형이나 실린더내 희박 농후의 경우, 악셀시 (WOT, Wide Open Throttle) 완전 끝까지 페달을 누르지 말고 약 50%정도만 눌러주는것이 좋다. 공기와 연료간 무게의 차이로 인하여 원치 않는 희박이나 농후 상태가 되어 측정값이 왜곡될수 있기때문이다.

Reference

@ScannerDanner의 실제 사레이다. 진단을 공부하는경우 꼭 참고할 채널이다.

Intermittent No Start [Magnetic Type Crank Sensor Testing - ALL CARS!]