자동차 엔진 제어 (EMS) 개발에 관하여 살펴 보면서 자동차의 시동성 개발, 운전성 개발에 대하여 앞서 포스팅을 하였습니다. 그리고 이번 글에서는 Emission 개발이라는 주제로 쓸 예정이었으나, 'OBD 전자제어 개발' 이라는 검색으로 찾아오시는 분이 많은 것 같아서 먼저 OBD 개발에 관하여 글을 써볼까 합니다. 자동차 회사 면접 시즌이 시작된건지 모르겠지만...
라세티 프리미어 계기판
이전의 자동차 경고등에 관련한 글에서도 언급을 하였는데, 자동차에 Key를 꽂고 Key-on 상태로 돌리면 위 그림과 같이 각종 계기등(램프)에 불이 들어옵니다. 어려운 말로 점등이라는 표현을 보통 쓰기도 합니다. 그리고 수초간 점등되어 있다가 차량에 이상이 없으면 모두 사라지고 1개의 계기등(램프)만 불이 들어온 채로 남습니다.
자세히 보면 왼쪽 그림과 같은 주전자 모양처럼 생긴 램프입니다. 이것이 엔진 경고등입니다.
엔진 경고등 (MIL : Malfunction Indicator Lamp)
그리고 Key를 더 돌려서 시동을 걸면 위의 엔진 경고등도 사라지게 됩니다.
오늘 이야기할 자동차 전자제어 항목 중 OBD 개발이라는 내용은 위의 주전자 모양처럼 생긴 엔진 경고등과 관련이 깊습니다. 그럼 자세하게 살펴보도록 하겠습니다.
2010/10/13 - [자동차/엔진제어] - 엔진 제어 개발 (EMS calibration)
2010/10/19 - [자동차/엔진제어] - 엔진 제어 개발의 개발 항목들
2010/10/22 - [자동차/엔진제어] - EMS 개발 - ① 자동차 시동성 개발
2010/10/28 - [자동차/엔진제어] - EMS 개발 - ② 자동차 운전성 개발
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1. OBD의 의미와 목적
계속 OBD, 오비디 하는데, 그것이 무엇인지부터 살펴보겠습니다.
OBD (On Board Diagnostics)란 우리말로 말을 바꾼다면 진단이라고 볼 수 있습니다.
자동차에 각종 부품들이 전자 제어로 컨트롤이 되는 만큼, 그 것을 이용하여 OBD (진단)를 할 수가 있다. OBD 개발의 목적은 각종 부품들이 정상적으로 작동을 하는지 수시로 감시하는 것으로 문제가 발생할 경우에는 엔진 경고등을 자동차 계기판 (클러스터)에 띄우게 된다.
즉, 자동차에 문제가 발생하였음을 운전자에게 주지시켜주기 위하여, 자동차 전자제어 스스로 OBD(진단)라는 것을 하게 되고 그 결과 문제가 생겼을 시에 계기판(클러스터)에 위에서 언급한 '엔진 경고등'이 점등됩니다. 그러므로 운행 중에 엔진 경고등에 불이 들어왔다면 가급적 빨리 자동차 정비를 받아보는 것이 좋습니다.
좀 더 구체적으로 이야기를 하면, OBD는 자동차의 각종 제어 부품들 크게 센서와 액츄에이터가 정상적으로 작동을 하는지 계속적으로 진단을 하는 것입니다. 왜냐면 위의 센서와 액츄에이터들이 제대로 작동을 하여야 ECM이 전자 제어를 옳게 하는 것으로 볼 수 있기 때문입니다.
2. OBD를 수행하는 주체
자동차 전자제어 기술이 점차 개발되면서 현재 양산되는 자동차에는 각종 모듈이 장착이 됩니다.
모듈들에 대하여 살펴보면,
- ECM(Engine control module) : 엔진에 장착되어 있는 파트(부품)들을 제어한다.
후드를 열어서 엔진 근처에 있는 모든 파트들이라고 보면 되고 모듈 중의 왕이다.
- TCM(Transmission control module) : 트랜스미션을 제어
- BCM(Body control module) : 흔히 이야기하는 섀시, 차체, 뼈대들을 제어한다.
예를 들자면 스티어링(핸들), 도어락, 파워윈도우 등등
- eBCM(Electric Brake control module) : 브레이크 관련 파트들을 제어한다.
브레이크는 운전자의 안전과 직결되어 있는 것이기에 중요한 놈이다.
등등.
이렇게 많은 각각의 모듈이 제어하는 각종 센서와 액츄에이터 등에서 문제가 발생하면 계기판(클러스터)에서 램프를 띄우게 됩니다. 각 모듈이 OBD를 수행하는 주체이며, 각각의 모듈에서 OBD를 수행하다가 문제가 발생하였다고 판단을 하게 되면 ECM에게 문제가 발생하였으니 엔진 경고등을 띄워달라고 요구(request)를 보내게 됩니다.
이처럼 각 모듈과 통신을 주고 받던 ECM에게 엔진 경고등 점등의 요구가 들어오면 바로 계기판(클러스터)에 엔진 경고등을 점등하게 됩니다.
OBD 내부적으로 상당한 수의 이름표가 있습니다.
P반의 출석부 몇 번...이런 식으로 이름표만 보면 아하~ 어디가 문제구나 라는 것을 단 번에 알 수가 있도록 하기 위하여 만들어 놓은 것으로, 각 이름표마다 '이것은 어느 부품(파트)에 어떠한 문제가 발생하였는지 진단하는 것' 이라고 1:1 매칭이 되어 있습니다.
그리고 각 모듈, 해당 문제의 이름표를 DTC (Diagnostic Trouble Code)라고 합니다. 문제아 이름표인 셈이지요. 그리하여 엔진 경고등이 떠서 정비 사업소에 차를 입고하면 정비사가 가장 먼저 하는 것이 차량용 스캐너를 이용하여 이름표를 확인하는 것입니다. 위의 DTC를 확인하면 어느 부품이 문제가 있는 것인지 알 수가 있으며, 그것을 바탕으로 정비를 시작하게 됩니다.
각각의 모듈들이 각종 부품들의 문제 여부를 판단하기 위하여 OBD(진단)을 수행하게 되는데, 위의 각 DTC별로 진단을 하면서 문제가 없으면 해당 DTC에 Pass 도장을 찍어줍니다. 그 뜻은 그 DTC는 이번 주행에서 문제가 없었다는 것입니다. 하지만 문제가 발생하면 해당 DTC에 Fail 도장을 찍어주면서, 차후에 엔진 경고등까지 띄워주게 됩니다.
OBD는 살펴본 내용과 같이 자동차의 상태를 수시로 점검하는 기능을 갖고 있습니다.
그리고 그 이유는 운전자의 안전과 자동차 전자제어의 정밀함을 위함입니다.
- TCM(Transmission control module) : 트랜스미션을 제어
- BCM(Body control module) : 흔히 이야기하는 섀시, 차체, 뼈대들을 제어한다.
예를 들자면 스티어링(핸들), 도어락, 파워윈도우 등등
- eBCM(Electric Brake control module) : 브레이크 관련 파트들을 제어한다.
브레이크는 운전자의 안전과 직결되어 있는 것이기에 중요한 놈이다.
등등.
이렇게 많은 각각의 모듈이 제어하는 각종 센서와 액츄에이터 등에서 문제가 발생하면 계기판(클러스터)에서 램프를 띄우게 됩니다. 각 모듈이 OBD를 수행하는 주체이며, 각각의 모듈에서 OBD를 수행하다가 문제가 발생하였다고 판단을 하게 되면 ECM에게 문제가 발생하였으니 엔진 경고등을 띄워달라고 요구(request)를 보내게 됩니다.
이처럼 각 모듈과 통신을 주고 받던 ECM에게 엔진 경고등 점등의 요구가 들어오면 바로 계기판(클러스터)에 엔진 경고등을 점등하게 됩니다.
3. DTC와 OBD 수행의 결과
OBD 내부적으로 상당한 수의 이름표가 있습니다.
예를 들면 P0420.
이것은 자동차 머플러 앞단에 장착되어 있는 촉매 (Catalyst converter)에서 문제가 발생했다고 보여주는 것입니다.
맨 앞에 붙는 알파벳은 P(ECM), B(BCM), U(모듈 간 통신에러) 등등이 붙으며, 뒤에 붙는 4자리는 숫자와 알파벳 조합으로 되어 있습니다.
이것은 자동차 머플러 앞단에 장착되어 있는 촉매 (Catalyst converter)에서 문제가 발생했다고 보여주는 것입니다.
맨 앞에 붙는 알파벳은 P(ECM), B(BCM), U(모듈 간 통신에러) 등등이 붙으며, 뒤에 붙는 4자리는 숫자와 알파벳 조합으로 되어 있습니다.
P반의 출석부 몇 번...이런 식으로 이름표만 보면 아하~ 어디가 문제구나 라는 것을 단 번에 알 수가 있도록 하기 위하여 만들어 놓은 것으로, 각 이름표마다 '이것은 어느 부품(파트)에 어떠한 문제가 발생하였는지 진단하는 것' 이라고 1:1 매칭이 되어 있습니다.
그리고 각 모듈, 해당 문제의 이름표를 DTC (Diagnostic Trouble Code)라고 합니다. 문제아 이름표인 셈이지요. 그리하여 엔진 경고등이 떠서 정비 사업소에 차를 입고하면 정비사가 가장 먼저 하는 것이 차량용 스캐너를 이용하여 이름표를 확인하는 것입니다. 위의 DTC를 확인하면 어느 부품이 문제가 있는 것인지 알 수가 있으며, 그것을 바탕으로 정비를 시작하게 됩니다.
각각의 모듈들이 각종 부품들의 문제 여부를 판단하기 위하여 OBD(진단)을 수행하게 되는데, 위의 각 DTC별로 진단을 하면서 문제가 없으면 해당 DTC에 Pass 도장을 찍어줍니다. 그 뜻은 그 DTC는 이번 주행에서 문제가 없었다는 것입니다. 하지만 문제가 발생하면 해당 DTC에 Fail 도장을 찍어주면서, 차후에 엔진 경고등까지 띄워주게 됩니다.
OBD는 살펴본 내용과 같이 자동차의 상태를 수시로 점검하는 기능을 갖고 있습니다.
그리고 그 이유는 운전자의 안전과 자동차 전자제어의 정밀함을 위함입니다.
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