KR100212902B1 - Air fuel ratio compensation method of abnormal oxygen sensor signal - Google Patents

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Abstract

산소 센서의 피이드 벡(FEED BACK) 공연비 제어에 있어서;A feed back air-fuel ratio control of an oxygen sensor;

차량 운전시 산소 센서의 신호에 따라 연료를 보상하는 보상 주파수를 측정하고, 상기 보상 주파수에 따라 공연비가 농후한 상태에서 희박한 상태로 또는 희박한 상태에서 농후한 상태로 센서가 반전되는 것을 ECU가 확인하고, 센서가 반전될 때 그 반전 주파수를 계산하는 단계와; 상기 반전 주파수와 보상 주파수를 비교하고, 반전 주파수가 보상 주파수에 히스테리 값에 의한 오차폭인 여유량 주파수를 합한 주파수 보다 크면 산소 센서 신호에 노이즈(NOISE)가 입력된 것으로 판단하고, 상기 노이즈를 무시하여 보상 주파수에 기억된 원래의 정상 신호에 따라 연료를 보상하는 단계와; 만약에 상기 반전 주파수가 보상 주파수에 여유량 주파수를 합한 주파수 보다 작으면 정상 신호로 인식하고 연료를 보상하여 정확한 공연비를 실시하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 비정상 산소 센서의 공연비 보상 처리 방법을 이용함으로써, 공연비 제어시 비정상적인 산소 센서의 신호에 의한 잘못된 연료보상을 방지하여 정확한 공연비를 실현함으로써, 엔진의 성능과 연비가 향상되고, 차량의 유해 배출 가스도 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.When driving the vehicle, the compensation frequency for compensating fuel is measured according to the signal of the oxygen sensor, and according to the compensation frequency, the ECU confirms that the sensor is inverted from the rich to the lean state or the lean state to the rich state. Calculating the inversion frequency when the sensor is inverted; Comparing the inverted frequency and the compensation frequency, if the inverted frequency is greater than the frequency of the compensation frequency plus the margin frequency, which is the error width by the hysteresis value, it is determined that the noise (NOISE) is input to the oxygen sensor signal, and the noise is ignored Compensating for fuel in accordance with the original normal signal stored at the compensation frequency; If the inverted frequency is smaller than the sum of the compensation frequency plus the margin frequency, by using the air-fuel ratio compensation processing method of the abnormal oxygen sensor, characterized in that it comprises a step of recognizing the normal signal and correcting the fuel to perform the correct air-fuel ratio, By preventing incorrect fuel compensation by abnormal oxygen sensor signals during air-fuel ratio control, an accurate air-fuel ratio can be realized, thereby improving engine performance and fuel economy and reducing harmful emissions of a vehicle.

Description

비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법Air-fuel ratio compensation method of abnormal oxygen sensor signal

본 발명은 차량의 공연비 피이드 벡(FEED BACK) 제어시 비정상 산소 센서의 보상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공연비 제어시 산소 센서의 노이즈(NOISE)에 의해 나타난 비정상적인 신호를 제어하여 정확한 공연비 제어를 할 수 있도록 연료를 보상하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for compensating an abnormal oxygen sensor when controlling an air-fuel ratio feed back of a vehicle, and more particularly, to accurately control an air-fuel ratio by controlling an abnormal signal exhibited by noise of an oxygen sensor when controlling an air-fuel ratio. It is about how to compensate the fuel so that it can.

일반적으로, 산소 센서는 배기다기관 및 배기파이프에 장착되어 있고, 고체 전해질의 산소 농도 전지의 원리를 응용한 것으로, 이것의 출력 전압은 이론 공연비(λ = 1) 부근에서 급격히 변하는 특성을 가지고 있다. 이 특성을 이용하여 배기 가스중 의 산소 농도를 검출해서 ECU에 피이드 벡(FEED BACK) 하므로 공연비가 이론 공연비 보다 농후(RICH)한지 희박(LEAN)한지 판정한다. 이 판정에 의해 공연비를 삼원촉매의 정화율이 가장 좋은 이론 공연비가 되도록 피이드 벡 제어한다.In general, the oxygen sensor is mounted on the exhaust manifold and the exhaust pipe, and applies the principle of the oxygen concentration battery of the solid electrolyte, and its output voltage has a characteristic of rapidly changing in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio (λ = 1). This characteristic is used to detect the oxygen concentration in the exhaust gas and feed back the ECU to determine whether the air-fuel ratio is RICH or lean than the theoretical air-fuel ratio. By this determination, the air-fuel ratio is controlled to feed back so that the purification ratio of the three-way catalyst is the best theoretical air-fuel ratio.

그러나, 센서가 노화되는 경우나 전기적 신호의 과부하 혹은 접촉불량에 의해 센서에 노이즈(NOISE)가 발생하는 경우가 있다. 이 노이즈는 ECU로 하여금 오판을 하게 하여 비정상적인 연료 보상을 하여 운전성이 악화된다.However, noise may be generated in the sensor due to aging of the sensor or overload or poor contact of the electrical signal. This noise causes the ECU to misjudge, resulting in abnormal fuel compensation and deteriorating operability.

도 1 은 종래 기술에 의한 비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법에 관한 산소센서 신호와 연료보상의 상관관계를 나타내는 도면으로서, 산소 센서가 배기가스와 접촉하여 농후(RICH) 또는 희박(LEAN)하다는 신호를 반복하여 발령하는 도중에 산소센서의 신호에 N1, N2, N3와 같은 노이즈가 생겨 비정상적인 신호가 나타날 때 공연비 피이드 벡은 상기 노이즈를 정상적인 신호로 잘못 인식하여 비정상적인 연료보상을 하게 된다.1 is a view showing the correlation between the oxygen sensor signal and fuel compensation in the air fuel ratio compensation processing method of the abnormal oxygen sensor signal according to the prior art, the oxygen sensor is in contact with the exhaust gas (RICH) or lean (LEAN) When the signal of the oxygen sensor generates noises such as N1, N2, N3 repeatedly while repeatedly issuing a signal, the air-fuel ratio feed Beck incorrectly recognizes the noise as a normal signal and performs abnormal fuel compensation.

즉, 산소센서가 공연비가 농후하다고 판단하며 신호를 발령하는 도중에 갑자기 N1과 같은 노이즈가 발생된 경우, 즉, N1이 시작되는 위치에서부터 산소 센서는 희박하다고 판단하여 N1´이 시작되는 위치에서부터 연료보상을 농후한 상태로 진행하게 된다. 즉, 상기 노이즈 N1을 정상적인 공연비의 반전신호 상태를 나타내는 신호로 잘못 인식하여 N1´와 같이 연료보상을 줄여 가다가 갑자기 연료보상을 더 추가하는 쪽으로 진행하게 된다.That is, when the oxygen sensor determines that the air-fuel ratio is rich and suddenly a noise such as N1 occurs while issuing a signal, that is, the oxygen sensor is determined to be lean from the position where N1 starts, the fuel compensation from the position where N1´ starts. Will proceed to a rich state. That is, the noise N1 is erroneously recognized as a signal representing the normal reversal signal state of the air-fuel ratio, and the fuel compensation is reduced as in N1 ', and suddenly, the fuel compensation is further added.

따라서, 노이즈 N1의 경우에는 배기 파이프로 배출되는 배기가스는 산소 센서가 공연비를 농후하게 인식하여 연료보상 신호에서 연료보상의 양을 줄이고 있는 중에 비정상적인 노이즈에 의해 산소 센서가 희박하다고 인지하여 연료는 더 공급이 되므로 엔진 연소실로 들어가는 연료는 과다한 연료가 공급되므로 ECU에 의한 정확한 공연비 제어가 될 수 없다.Therefore, in the case of noise N1, the exhaust gas discharged to the exhaust pipe recognizes that the oxygen sensor is scarce due to abnormal noise while the oxygen sensor recognizes the air-fuel ratio and reduces the amount of fuel compensation in the fuel compensation signal. Since it is supplied, the fuel entering the engine combustion chamber is supplied with excess fuel, so that the accurate air-fuel ratio control by the ECU cannot be performed.

N2, N3의 경우도 상기와 같은 문제가 발생하여 N2´, N3´와 같이 비정상적인 연료보상을 하게 되고, 이와 같은 비정상적인 공연비 제어가 장기적으로 발생할 시에는 엔진의 성능이 저하되고, 차량의 운전성도 악화되는 문제점이 있다.In the case of N2 and N3, the same problem occurs as described above, and abnormal fuel compensation is performed like N2 'and N3', and when such abnormal air-fuel ratio control occurs in the long term, the performance of the engine is deteriorated and the driving performance of the vehicle is also deteriorated. There is a problem.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 산소 센서의 비정상적인 신호 인식에 따른 공연비 제어시 잘못된 연료보상을 개선하여 공연비의 정확한 제어 및 엔진성능 및 차량의 운전성의 향상과 유해 배출 가스를 저감시키는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by improving the wrong fuel compensation when the air-fuel ratio control according to the abnormal signal recognition of the oxygen sensor to accurately control the air-fuel ratio and improve the engine performance and driving performance of the vehicle and reduce harmful emissions The purpose is to.

도 1은 종래 기술에 대한 비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법에 관한 그래프1 is a graph of an air-fuel ratio compensation processing method of an abnormal oxygen sensor signal according to the related art

도 2는 본 발명의 비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법에 관한 그래프Figure 2 is a graph of the air-fuel ratio compensation processing method of the abnormal oxygen sensor signal of the present invention

도 3은 본 발명의 비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법에 관한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an air-fuel ratio compensation processing method of an abnormal oxygen sensor signal of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

N1,N2,N3,N4,N5,N6 : 산소 센서 신호에서 발생한 노이즈(NOISE)N1, N2, N3, N4, N5, N6: Noise generated from oxygen sensor signal

N1´,N2´,N3´ : 연료 보상 신호에서 비정상적으로 연료를 보상한 신호N1´, N2´, N3´: Signal that compensates abnormally in fuel compensation signal

Fcal : 신호 반전 주파수Fcal: signal inversion frequency

Faf : 연료를 보상하는 공연비 보상 주파수Faf: air fuel ratio compensation frequency to compensate fuel

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법은 차량 운전시 산소 센서의 신호에 따라 연료를 보상하는 보상 주파수를 측정하고, 상기 보상 주파수에 따라 공연비가 농후한 상태에서 희박한 상태로 또는 희박한 상태에서 농후한 상태로 센서가 반전되는 것을 ECU가 확인하고, 센서가 반전될 때 그 반전 주파수를 계산하는 단계와; 상기 반전 주파수와 보상 주파수를 비교하고, 반전 주파수가 보상 주파수에 히스테리 값에 의한 오차폭인 여유량 주파수를 합한 주파수 보다 크면 산소 센서 신호에 노이즈(NOISE)가 입력된 것으로 판단하고, 상기 노이즈를 무시하여 보상 주파수에 기억된 원래의 정상 신호에 따라 연료를 보상하는 단계와; 만약에 반전 주파수가 보상 주파수에 히스테리 값에 의한 오차폭인 여유량 주파수를 합한 주파수 보다 작으면 정상 신호로 인식하고 연료를 보상하여 정확한 공연비를 실시하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.The air-fuel ratio compensation processing method of the abnormal oxygen sensor signal of the present invention for realizing the above problem is measured in the state that the air-fuel ratio is rich in accordance with the compensation frequency by measuring the compensation frequency to compensate the fuel in accordance with the signal of the oxygen sensor when driving the vehicle ECU confirming that the sensor is inverted in the lean state or in the lean state and rich, and calculating the inversion frequency when the sensor is inverted; Comparing the inverted frequency and the compensation frequency, if the inverted frequency is greater than the frequency of the compensation frequency plus the margin frequency, which is the error width by the hysteresis value, it is determined that the noise (NOISE) is input to the oxygen sensor signal, and the noise is ignored Compensating for fuel in accordance with the original normal signal stored at the compensation frequency; If the inverted frequency is smaller than the sum of the compensation frequency and the margin frequency, which is the error width due to the hysteresis value, it is characterized in that it comprises a step of recognizing the normal signal and performing fuel accurate fuel ratio by compensating the fuel.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법은 도 3 에 도시된 순서도와 같이 차량 운전시 산소 센서의 신호에 따라 연료를 보상하는 보상 주파수(Faf)를 측정하고, 상기 보상 주파수(Faf)에 따라 공연비가 농후한 상태에서 희박한 상태로 또는 희박한 상태에서 농후한 상태로 센서가 반전되는 것을 ECU가 확인하고, 센서가 반전될 때 그 반전 주파수(Fcal)를 계산하는 단계와; 상기 반전 주파수(Fcal)와 보상 주파수(Faf)를 비교하고, 반전 주파수(Fcal)가 보상 주파수(Faf)에 히스테리 값에 의한 오차폭인 여유량 주파수(Fhys)를 합한 주파수 보다 크면 산소 센서 신호에 노이즈(NOISE)가 입력된 것으로 판단하고, 상기 노이즈를 무시하여 보상 주파수(Faf)에 기억된 원래의 정상 신호에 따라 연료를 보상하는 단계와; 만약에 반전 주파수(Fcal)가 보상 주파수(Faf)에 히스테리 값에 의한 오차폭인 여유량 주파수(Fhys)를 합한 주파수 보다 작으면 정상 신호로 인식하여 반전하는 위치에서 연료를 보상하여 정확한 공연비를 실시하는 단계로 구성되어 있다.The air-fuel ratio compensation processing method of the abnormal oxygen sensor signal according to the present invention measures the compensation frequency (Faf) for compensating for fuel in accordance with the signal of the oxygen sensor when driving the vehicle, as shown in the flowchart shown in Figure 3, the compensation frequency (Faf) According to the ECU, the ECU confirming that the sensor is inverted from the rich to the lean state or the lean state to the rich state, and calculating the inversion frequency Fcal when the sensor is inverted; When the inverted frequency Fcal is compared with the compensation frequency Faf, and the inverted frequency Fcal is greater than the frequency obtained by adding the margin amount frequency Fhys, which is an error width due to the hysteresis, to the compensation frequency Faf, noise is generated in the oxygen sensor signal. Determining that (NOISE) is input, and ignoring the noise to compensate fuel according to the original normal signal stored at the compensation frequency Faf; If the inverted frequency Fcal is smaller than the sum of the compensation frequency Faf plus the margin amount frequency Fhys, which is an error width due to the hysteresis, it is recognized as a normal signal and the fuel is compensated at the inverted position. It consists of steps.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the air-fuel ratio compensation processing method of the abnormal oxygen sensor signal according to the present invention configured as described above are as follows.

본 발명에 의한 비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법을 도 3 에 도시된 순서도에 따라 설명하면 먼저 차량 운전에서 산소 센서 신호의 피이드 벡 제어시 보상되는 연료보상 주파수를 계산한다. 다음은 산소 센서 신호의 공연비가 농후한 상태에서 희박한 상태로 또는 희박한 상태에서 농후한 상태로 센서가 반전되는 것을 확인하고, 반전이 되면 그 반전 주파수(Fcal)를 계산한다.Referring to the air-fuel ratio compensation processing method of the abnormal oxygen sensor signal according to the present invention according to the flow chart shown in FIG. Next, when the air-fuel ratio of the oxygen sensor signal is rich or lean or lean in a rich state, it is confirmed that the sensor is inverted, and when inverted, the inversion frequency Fcal is calculated.

다음 단계에서는 운전 조건에 따라 각 영역별로 구하여 ECU에 저장된 공연비 보상 주파수(Faf)를 이용하여, 상기 반전 주파수(Fcal)가 보상 주파수(Faf)에 여유량 주파수(Fhys)을 합한 것 보다 크면 노이즈(NOISE)로 판단하여 상기 노이즈를 무시하고 보상 주파수(Faf)에 기억된 원래의 정상 신호에 따라 연료를 보상하게 되며, 이때 보상 방법은 적분보상 방법에 의해 연료를 보상하게 된다. 만약에 상기 반전 주파수(Fcal)가 보상 주파수(Faf)에 히스테리 값에 의한 오차 여유값인 여유량 주파수(Fhys)을 합한 것 보다 작으면 정상신호로 인식하여 산소 센서 신호 반전시 연료를 보상하게 된다. 이때 보상 방법은 비례보상 방법에 의한 연료보상을 실시하게 되고 정확한 공연비를 제어하게 되므로 비정상적인 신호에 대한 문제점을 해결할 수 있게 된다.In the next step, by using the air-fuel ratio compensation frequency Faf stored in the ECU according to the operating conditions, the noise is noise when the inversion frequency Fcal is larger than the sum of the allowable frequencies Fhys plus the compensation frequency Faf. The noise is ignored and the fuel is compensated according to the original normal signal stored at the compensation frequency Faf, and the compensation method compensates the fuel by the integral compensation method. If the inversion frequency Fcal is smaller than the compensation frequency Faf plus the margin amount frequency Hys, which is an error margin value due to the hysteresis value, the inverted frequency Fcal is recognized as a normal signal to compensate for the fuel when the oxygen sensor signal is inverted. In this case, the compensation method performs fuel compensation by a proportional compensation method and controls an accurate air-fuel ratio, thereby solving the problem of abnormal signals.

따라서, 본 발명은 도 2 에 도시된 그래프처럼 산소 센서가 노화되는 경우나 전기적 신호의 과부하 혹은 접촉불량에 의해 산소 센서 신호에 노이즈(NOISE)가 발생하는 경우, 즉, 산소 센서 신호에 N4, N5, N6와 같은 노이즈에 의한 반전 신호가 발생하는 경우 상기 노이즈가 포함된 산소 센서 신호의 반전주파수는 정상적인 산소 센서 신호의 반전주파수의 허용치 보다 크기 때문에 상기 노이즈에 의한 산소 센서 신호의 반전을 무시하고 노이즈 없는 상태의 정상적인 산소 센서 신호에 맞는 연료보상을 행하게 됨으로 정확한 공연비가 실현된다.Therefore, in the present invention, when the oxygen sensor is aged as shown in the graph shown in FIG. 2 or when noise is generated in the oxygen sensor signal due to an overload or poor contact of the electrical signal, that is, N4 and N5 in the oxygen sensor signal. When the inverted signal is generated by noise such as N6, the inverted frequency of the oxygen sensor signal including the noise is larger than the allowable value of the inverted frequency of the normal oxygen sensor signal. Accurate air-fuel ratio is realized by performing fuel compensation in accordance with the normal oxygen sensor signal in the absence state.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법은 공연비 제어시 비정상적인 산소 센서의 신호에 의한 잘못된 연료보상을 방지하여 정확한 공연비를 실현함으로써, 엔진의 성능과 연비가 향상되고, 차량의 유해 배출 가스도 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, the air-fuel ratio compensation processing method of the abnormal oxygen sensor signal according to the present invention constructed and acting as described above prevents erroneous fuel compensation by abnormal oxygen sensor signals when controlling the air-fuel ratio, thereby realizing accurate air-fuel ratio, thereby improving engine performance and fuel economy. It is possible to obtain an effect of reducing the harmful emissions of the vehicle.

Claims (1)

산소 센서의 피이드 벡(FEED BACK) 공연비 제어에 있어서;A feed back air-fuel ratio control of an oxygen sensor; 차량 운전시 산소 센서의 신호에 따라 연료를 보상하는 보상 주파수(Faf)를 측정하고, 상기 보상 주파수(Faf)에 따라 공연비가 농후한 상태에서 희박한 상태로 또는 희박한 상태에서 농후한 상태로 센서가 반전되는 것을 ECU가 확인하고, 센서가 반전될 때 그 반전 주파수(Fcal)를 계산하는 단계와; 상기 반전 주파수(Fcal)와 보상 주파수(Faf)를 비교하고, 반전 주파수(Fcal)가 보상 주파수(Faf)에 히스테리 값에 의한 오차폭인 여유량 주파수(Fhys)를 합한 주파수 보다 크면 산소 센서 신호에 노이즈(NOISE)가 입력된 것으로 판단하고, 상기 노이즈를 무시하여 보상 주파수(Faf)에 기억된 원래의 정상 신호에 따라 연료를 보상하는 단계와; 만약에 반전 주파수(Fcal)가 보상 주파수(Faf)에 히스테리 값에 의한 오차폭인 여유량 주파수(Fhys)를 합한 주파수 보다 작으면 정상 신호로 인식하여 반전하는 위치에서 연료를 보상하여 정확한 공연비를 실시하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 비정상 산소센서 신호의 공연비 보상 처리 방법.Measuring the compensation frequency (Faf) to compensate the fuel in accordance with the signal of the oxygen sensor when driving the vehicle, the sensor is inverted from the rich to the lean state or rich in the air-fuel ratio according to the compensation frequency (Faf) Confirming, by the ECU, calculating the inversion frequency Fcal when the sensor is inverted; When the inverted frequency Fcal is compared with the compensation frequency Faf, and the inverted frequency Fcal is greater than the frequency obtained by adding the margin amount frequency Fhys, which is an error width due to the hysteresis, to the compensation frequency Faf, noise is generated in the oxygen sensor signal. Determining that (NOISE) is input, and ignoring the noise to compensate fuel according to the original normal signal stored at the compensation frequency Faf; If the inverted frequency Fcal is smaller than the sum of the compensation frequency Faf plus the margin amount frequency Fhys, which is an error width due to the hysteresis, it is recognized as a normal signal and the fuel is compensated at the inverted position. Air-fuel ratio compensation method of the abnormal oxygen sensor signal, characterized in that consisting of steps.
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