KR100204783B1

KR100204783B1 - 자동차 촉매컨버터의 정화성능 검출장치와 그 방법

Info

Publication number: KR100204783B1
Application number: KR1019950043266A
Authority: KR
Inventors: 정훈
Original assignee: 류정열; 기아자동차주식회사
Priority date: 1995-11-23
Filing date: 1995-11-23
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR970028510A

Abstract

본 발명은 촉매컨버터의 입출력부에 설치되는 산소센서의 감지전압에 대한 진폭변화를 통해 촉매컨버터의 정화성능을 감지하여 규정성능 이하시 경고신호를 송출하도록 하는 자동차 촉매컨버터의 정화성능 검출장치와 그 방법에 관한 것으로, 촉매컨버터(10)의 전방과 후방에서 배기가스의 산소농도를 검출할 수 있는 산소센서(12,14)를 설치하고, 각각의 산소센서(12,14)로부터 출력되는 감지신호는 하이패스필터(20, 22)에 의해 저전압측 이하부분을 삭제하므로써 산소센서 출력의 변동폭만을 나타내도록 하고 다음 절대치변환기(24,26)에서 정류처리하여 변동폭의 1/2 크기의 절대값으로 표시되도록 하고, 이후 로우패스필터(28,30)를 사용하여 여러 사이클의 평균적인 변동폭의 크기를 출력하도록 한 후 제산기(34)에 의해 최종적으로 촉매 전방 대비 촉매 후방 진폭비율을 산출하여 엔진콘트롤유니트(34)로 입력시키고, 엔진콘트롤유니트(34)에서는 설정조건과 비교하여 설정조건에 부합되지 않는 경우 경고등(36)을 작동시키도록 이루어진 발명임.

Description

자동차 촉매컨버터의 정화성능 검출장치와 그 방법

제1도는 본 발명에 따른 산소센서의 설치상태를 설명하기 위한 도면.

제2a도는 촉매컨버터의 성능이 양호한 경우에 대한 산소센서 감지파형도,

제2b도는 촉매컨버터의 성능이 저하된 경우에 대한 산소센서 감지파형도,

제3도는 본 발명에 따른 구성도,

제4도는 본 발명에 따른 촉매컨버터의 정화성능 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 촉매컨버터 12, 14 : 산소센서

16, 18 : 선형필터 20, 22 : 하이패스필터

24, 26 : 절대치변환기 28, 30 : 로우패스필터

32 : 제산기 34 : 엔진콘트롤유니트(ECH)

36 : 경고등

본 발명은 자동차 촉매컨버터의 정화성능 검출장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촉매컨버터의 입출력부에 설치되는 산소센서의 감지전압에 대한 진폭변화를 통해 촉매컨버터의 정화성능을 감지하여 규정성능 이하시 경고신호를 송출하도록 하는 자동차 촉매컨버터의 정화성능 검출장치와 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기계통중 배기 파이프의 도중 또는 배기 매니폴드에 촉매컨버터를 설치하여 배기가스가 이를 통과토록 하므로써 배기가스중의 유해한 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx)을 무해한 이산화탄소(CO₂), 수증기(H₂O), 질소(N₂)로 산화, 환원시키고 있다.

현재 북미 법규상 연료탱크 압력시험(FTP TEST)을 하는 동안 THC(Total Hydrocarbon : 탄화수소 총량) 정화율이 50% ∼ 60% 이상이 되기 전에 계기판에 설치되어 있는 경고등을 점등시켜서 차량 상태에 이상이 있음을 사용자에게 의무적으로 알리도록 되어 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로, 촉매컨버터를 통과하기 전의 배기가스에 대한 산소센서의 출력폭과 촉매컨버터를 통과한 후의 배기가스에 대한 산소센서의 출력폭의 비율을 이용하여 정확율을 측정하도록 된 자동차 촉매컨버터의 정화성능 검출장치와 그 방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 촉매컨버터의 전방과 후방에서 배기가스의 산소농도를 검출할 수 있는 산소센서를 설치하고, 각각의 산소센서로부터 출력되는 감지신호는 하이패스필터에 의해 저전압측 이하부분을 삭제하므로써 산소센서 출력의 변동폭만을 나타내도록 하고 다음 과정에서 정류처리하여 변동폭의 1/2 크기의 절대값으로 표시되도록 하고, 이후 로우패스필터를 사용하여 여러 사이클의 평균적인 변동폭의 크기를 출력하도록 한 후 최종적으로 촉매 전방 대비 촉매 후방의 진폭비율을 나타내도록 한 것이다.

이하 본 발명의 일실시예에 대한 구성 및 작용효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 배기계통에 설치되어 있는 촉매컨버터(10)의 전방과 후방에 각각 산소센서(12)(14)를 설치하고, 상기 산소센서(12)(14)의 출력단에서 선형필터(16,18)와 하이패스필터(20,22), 절대치변환기(24,26) 및 로우패스필터(28,30)를 차례로 매개하여 제산기(32)를 연결하며, 상기 제산기(32)의 출력단에는 엔진콘트롤유니트(34)의 데이터압력을 연결하는 한편 그 출력단에 경고등(36)을 연결한 구조로 되어 있다.

미설명 부호 40은 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 배출파이프를 나타낸다.

제1도는 본 발명에 따른 산소센서의 설치상태를 설명하기 위한 도면으로서, 촉매컨버터(10)의 전후방측 배기파이프(40)에는 각각 산소센서(12,14)가 설치되어 배기가스내에 함유되어 있는 산소의 농도를 측정하여 그에 비례하는 감지신호를 출력하도록 되어 있다.

제2도는 산소센서(12,14)에서 출력되는 감지신호의 일례를 도시한 것으로, 도면중 A가 지시하는 파형은 배기가스가 촉매컨버터(10)를 통과하기전 산소센서(12)에 의한 감지출력을 나타낸 것이고, B가 지시하는 파형은 배기가스가 촉매컨버터(10)를 통과한 후 산소센서(12)에 의한 감지출력을 나타내는 것이다.

이중 제2a도는 촉매컨버터의 성능이 양호한 경우에 대한 산소센서 감지파형도를 나타내는 것으로, 촉매컨버터(10)를 통과하기전 배기가스의 산소농도 검출파형 A는 배기가스의 산소함유상태에 따라 그 진폭이 심하게 변하고 있으나 성능이 양호한 상태의 촉매컨버터(10)를 통과한 다음의 검출파형 B는 진폭의 변화가 적다.

그러나 제2b도에 도시된 것처럼 촉매컨버터의 성능이 저하된 경우에 대한 산소센서 감지파형도를 살펴보면, 촉매컨버터(10)를 통과한 다음의 검출파형 B는 촉매컨버터(10)를 통과하기 전의 진폭변화보다 작기는 하나 촉매컨버터(10)가 양호한 경우에 비해 진폭의 변화가 많은 것을 알 수 있다.

이는 성능이 양호한 상태에 있어서의 촉매컨버터(10)는 산소저장효과가 높기 때문에 명확한 반전을 하지 않고 약간의 유동만 있는 것이고, 성능이 저하된 촉매컨버터(10)의 경우에는 산소저장효과가 부족하게 되어 촉매컨버터(10) 전방의 산소센서(12)의 출력에 가까운 출력을 보이게 되는 것이다.

이와 같은 진폭감지 방법은 실차 방출시험 결과와 상관도를 갖고 있으며 후방에 설치되어 있는 산소센서(14)의 열화에도 큰 영향을 끼치지 않게 되는 장점이 있다.

다음에는 본 발명에 따른 진폭비율방법(Amplitude Ratio Method)을 이용한 촉매컨버터의 성능검출방법에 대해 설명한다.

제3도는 진폭비율방법에 의한 시스템구성도로서, 촉매컨버터(10)의 전방과 후방의 산소센서(12,14)의 진폭을 측정하여 비교하는 구성도이다.

여기서 미설명 부호 42는 엔진을 나타낸다.

산소센서(12,14)로부터 출력된 신호는 각각 선형필터(16,18)와 하이패스필터(20,22)에 의해 저전압측 이하 부분이 삭제되므로써 산소센서(12,14) 출력의 변동폭만이 나타나게 된다.

이후 절대치변환기(24,26)에 의하여 정류처리되므로써 상기 변동폭의 1/2 크기의 절대값으로 표시되어지며, 다음에 로우패스필터(28,30)에 의해 여러 사이클의 평균적인 변동폭의 크기가 출력된다.

그리고나서 제산기(32)에 의해 촉매컨버터(10) 전방 대비 후방의 진폭비율이 감지된 후 엔진콘트롤유니트(34)로 입력된다.

엔진콘트롤유니트(34)에서는 제4도에 도시된 바와 같은 단계를 거쳐 촉매컨버터(10)의 성능이 저하된 것으로 판단되면 경고등(36)을 점등시켜 알리도록 되어있다.

즉 앞서와 같이 진폭비율[산소센서(14)의 출력/산소센서(12)의 출력 = A_U/A_D]이 입력되면, 먼저 측정 당시의 엔진, 차량조건(엔진 부하, 차속, 엔진온도, 배기온도에 대한 판단)이 검출가능조건인지 여부를 판단한다.

동시에 측정당시의 엔진조건에 따라 미리 설정되어 있는 진폭비율(AR)의 임계치를 그의 매트릭스로부터 읽어낸다.

그리고 측정된 진폭비율에서 설정된 임계치의 진폭비율을 뺀후 그 값이(-)이면 문제없고, (+)이면 해당 영역에 그 값을 표시하고 카운트값(CNT)을 1만큼 증가시킨다.

이와 같은 동작을 반복 수행하다가 총 카운트값(CNT)이 9이상이되면 오류판정을 하여 고장코드를 저장하고 연속 2회 검출되면 경고등을 작동시키도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 촉매컨버터의 전방과 후방에서 배기가스의 산소농도를 검출한 후 그로부터 감지되는 진폭의 비율에 의거 촉매컨버터의 성능저하 여부를 판단할 수 있게 되므로써 촉매정화율에 대한 품질규제에 대응할 수 있게 되는 장점이 있다.

Claims

배기계통에 설치되어 있는 촉매컨버터(10)의 전방과 후방에 각각 산소센서(12,14)를 설치하고, 상기 산소센서(12,14)의 출력단에는 선형필터(16,18)와 하이패스필터(20,22), 절대치 변환기(24,26) 및 로우패스필터(28,30)를 차례로 매개하여 제산기(32)를 연결하며, 상기 제산기(32)의 출력단에는 엔진콘트롤유니트(34)의 데이터입력단을 연결하는 한편, 그 출력단에 경고등(36)을 연결하여 이루어지는 장치에 있어서, 상기 엔진콘트롤유니트(34)는, 촉매컨버터(10)의 후방 대비 전방의 산소농도 검출신호에 대한 진폭비율을 산출하여 상기 진폭비율에서 측정당시의 자동차의 조건에 따라 설정해 놓은 진폭비율 임계치를 감안하여 그 값이 (+)이면 해당 임계치 매트릭스 영역에 그 값을 표시하고 계수값을 1만큼 증가시키고, 상기 계수값이 9이상이면 오류판정을 한 후 고장코드를 저장하고, 상기 오류판정이 연속 2회인 경우에 경고등을 점등시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 촉매컨버터의 정화성능 검출장치.
촉매컨버터(10)의 전후방에 설치되는 산소센서(12,14)의 출력신호를 이용하여 촉매컨버터(10) 후방 대비 전방의 산소농도 검출신호에 대한 진폭비율을 산출하는 단계와, 상기 진폭비율에서 측정당시의 자동차의 조건에 따라 설정해 놓은 진폭비율 임계치를 감안하여 그 값이 (+)이면 해당 임계치 매트릭스 영역에 그 값을 표시하고 계수값을 1만큼 증가시키는 단계와, 상기 계수값이 9이상이면 오류판정을 하는 단계와, 상기 오류판정시 고장코드를 저장하는 단계와, 상기 오류판정이 연속 2회인 경우에 경고등을 점등시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 촉매컨버터의 정화성능 검출방법.