노크센서는 엔진 블록에 설치되어 있으므로 엔진 블록에 의해 여러 가지 주파수 성분의 진동이 주어지며 여러 가지 진동에 따라 출력 전압을 발생한다. 특히 노킹 때의 공진 주파수에는 감도 좋게 반응이 되며 노킹이 있을 때와 없을 때는 센서의 출력 전압이 크게 달라지고 노킹이 발생하고 있을 때가 크게 나타난다

박병일 「본지 기술자문위원/자동차정비 명장/카123텍 대표」

노크센서는 엔진 블록에 설치되어 있으므로 엔진 블록에 의해 여러 가지 주파수 성분의 진동이 주어지며 <그림 1>과 같이 그 진동에 따라 출력 전압을 발생한다. 특히 노킹 때의 공진 주파수에는 감도 좋게 반응이 되며 노킹이 있을 때와 없을 때는 센서의 출력 전압이 크게 달라지고 노킹이 발생하고 있을 때가 크게 나타난다.

따라서 점화시기를 제어하는 데는 센서에서의 출력 전압이 노크 판정 기준보다 큰가, 작은가를 판정해 노킹이 생기고 있는지의 여부를 검출한다.

<그림 2>는 노크센서에서 보내오는 신호에 의해 노크 레벨을 판정해 노크 신호를 마이크로 컴퓨터로 보내는 블록도이다. 노크센서에서의 신호는 매우 많은 주파수 성분이 포함되어있으므로 우선 필터 회로에 의해 노크 신호를 다른 진동수와 분리해 그 신호의 최대치를 노크 판정 기준치와 비교 판정, 노킹이 발생하고 있는지를 검출해 노킹이 발생할 것 같을 때 노크 신호를 마이크로 컴퓨터에 보낸다.

이때 노킹의 판정은 상시하고 있는 것이 아니라 <그림 3> <그림 4>와 같이 점화 직후에 노킹이 발생했다고 하고 엔진 블록이 진동할 무렵의 시간만으로 한정해 판정기간을 설정, 그 판정기간에 센서가 포착한 신호만을 집어 넣어 판정한다. 이것은 본래 엔진 운전 때 여러 종류의 진동이 있으므로 다른 진동과의 오판정을 방지하기 위해서이다.

노킹의 강도는 노크 판정 기준치를 설정해 그 기준치를 초과한 횟수를 계측, 횟수가 많을수록 노킹이 강한 것으로 판정한다. 예를 들면 <그림 5>는 전체의 블록도이며 노크 판정 신호를 그 강도에 의해 소, 중, 대의 3가지로 나누어 KH, KL의 2가지 디지털 신호의 조합에 의해 출력을 나타내는 방법의 일례이다. 이때에는 그 강도에 따라 점화시기의 진각도를 제어한다.

노크 제어는 <그림 6>과 같이 노크센서에서 신호를 판정해 노킹이 발생하고 있으면 점화시기를 지각하며 노킹이 발생하고 있지 않으면 진각하는 것을 항상 반복한다. 이것에 의해 노킹이 발생하는지의 여부의 경계점에 점화시기를 항상 제어하는 것이다.

<그림 7>은 그 구체적인 방법이며 어느 기통에서 노킹이 발생하면 일정한 각도만큼 곧 점화시기를 지연시키고 이어서 다른 기통에서도 노킹이 발생하면 또 다시 일정 각도를 지연시키는 방식으로 제어한다. 노킹을 발생하고 있는 상태에서는 단시간 내에 (매회)점점 점화시기는 지연된다.

또 노킹이 전혀 발생하지 않을 때는 일정 시간마다 일정 각도만큼 점화시기를 진각하고 있는 것이 되며 진각하고 있으면 어느 기통인가에 노킹이 발생하게 되므로 그 때는 또 다시 점화시기를 지연시키는 방식으로 제어하는 것이다.

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