KR100217078B1 - Method for measuring enzyme cleaning efficiency - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상류 산소 센서에서 검출되는 산소 농도에 대한 파형과 촉매를 통과하는 배기 가스의 성분중 검출되는 산소 농도의 파형을 비교해 촉매의 정화 효율을 측정하므로써 촉매의 정상 동작 여부를 인지시켜 주기 위하여 상류 산소 센서와 하류 산소 센서의 파형을 충분히 비교하였는지를 비교판단하는 제1단계와; 비교 회수가 충분하지 않을 경우 계속해서 각 산소 센서의 파형을 비교하는 비교 제2단계와; 비교 회수가 충분하여 상류 산소 센서의 출력값에 대한 하류 산소 센서의 출력비가 임계값 이상인지를 비교판단하는 제3단계와; 제3단계에서 출력비가 임계값 이상으로 판단되면 상류 산소 센서의 출력과 하류 센서의 출력이 동일 수준으므로 촉매에 의한 정화가 이루어지지 않은 것으로 판단하여 고장 신호를 출력하는 제4단계와; 제3단계에서 출력비가 임계값 이하로 판단되면 상류 산소 센서의 출력에 비해 하류 센서의 출력이 작은 것이므로 촉매에 의한 정화가 정상적으로 이루어진 것으로 판단하여 정상 신호를 출력하는 제5단계로 이루어지는 촉매 정화 효율 측정 방법에 관한 것이다.The present invention compares the waveform of the oxygen concentration detected by the upstream oxygen sensor with the waveform of the oxygen concentration detected in the components of the exhaust gas passing through the catalyst, and measures the purification efficiency of the catalyst to determine whether the catalyst is operating normally. Comparing and determining whether the waveforms of the oxygen sensor and the downstream oxygen sensor are sufficiently compared; A comparison second step of continuing to compare waveforms of each oxygen sensor if the number of comparisons is not sufficient; A third step of comparing the output number of the downstream oxygen sensor with respect to the output value of the upstream oxygen sensor so that the comparison count is sufficient; A fourth step of outputting a failure signal by determining that the output of the upstream oxygen sensor and the downstream sensor are at the same level when the output ratio is determined to be equal to or greater than the threshold in the third step, so that purification by the catalyst is not performed; In the third stage, if the output ratio is determined to be less than or equal to the threshold value, since the output of the downstream sensor is smaller than that of the upstream oxygen sensor, it is determined that the purification by the catalyst is normally performed. It is about a method.
Description
본 발명은 촉매 정화 효율 측정에 관한 것으로서, 상류 산소 센서에서 검출되는 산소 농도에 대한 파형과 촉매를 통과하는 배기 가스의 성분중 검출되는 산소 농도의 파형을 비교해 촉매의 정화 효율을 측정하므로써 촉매의 정상 동작 여부를 인지시켜 주기위한 촉매 정화 효율 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a catalyst purification efficiency measurement, and compares the waveform of the oxygen concentration detected by the upstream oxygen sensor with the waveform of the oxygen concentration detected in the components of the exhaust gas passing through the catalyst to determine the catalyst's purification efficiency. The present invention relates to a method for measuring catalyst purification efficiency for recognizing operation.
이론 공연비는 공기와 연료의 비가 14.7:1일 경우에 배기 가스의 유해 성분이 가장 작다.The theoretical air-fuel ratio is the least harmful of exhaust gases when the ratio of air to fuel is 14.7: 1.
3원 촉매에는 산소 센서가 반드시 있어야 하며, 공연비가 이론 공연비에서 벗어나면 3원 촉매의 CO, HC, NOx 정화능력은 격감한다.The three-way catalyst must have an oxygen sensor, and if the air-fuel ratio is out of the theoretical air-fuel ratio, the CO, HC, and NOx purification capacity of the three-way catalyst will decrease.
그러므로 배기관에 산소 센서를 집어넣어 배기 중의 산소 농도에 의해서 공연비를 측정하며, 연료 공급장치에 네거티브 피드백(negative feed back)의 신호를 보내어 공연비를 이론 값으로 모아서 제어를 하고 있다.Therefore, an oxygen sensor is inserted into the exhaust pipe to measure the air-fuel ratio based on the oxygen concentration in the exhaust gas, and a negative feed back signal is sent to the fuel supply device to control the air-fuel ratio by collecting the theoretical values.
현대에 와서 산업이 고도로 발달됨에 따라 환경에 대한 관심이 고조되면서 자동차의 배출가스에 의한 대기 오염을 방지하기 위하여 자동차 배출가스에 대한 규제가 어격하게 지켜지고 있다.With the development of the industry in modern times, the interest on the environment is increasing, and regulations on automobile emissions have been obscured in order to prevent air pollution by automobile emissions.
자동차의 배출가스는 엔진의 크랭크 케이스에서 나오는 블로바이 가스와 연료 탱크나 기화기 등에서 증발하는 연료 증발 가스등이 있는데 엔진의 폭발후 배기 파이프에서 나오는 배기 가스가 주를 이룬다.Vehicle exhaust gases include blow-by gas from the engine's crankcase and fuel evaporation gas evaporating from the fuel tank or carburetor.
이에 배기가스에 대한 대책으로 산소 센서를 장착하여 검출되는 산소 농도에 따라 이론 공연비를 조절하므로써 유해가스를 감소시켜며, 촉매를 이용하여 유해가스를 정화하도록 되어 있다.As a countermeasure against the exhaust gas, the harmful air is reduced by adjusting the theoretical air-fuel ratio according to the oxygen concentration detected by the oxygen sensor, and the harmful gas is purified by using a catalyst.
그러나, 엔진에서 배출되는 가스는 산소센서에 의해 피드백 제어가 되어 이론 공연비에 맞도록 제어되고 배출된 가스의 유해 성분을 정화하기 위해서 촉매를 통해 외부로 배출되므로서 유해 성분이 정화되어지나 촉매의 효율이 떨어지게 되면 정화 작용을 하지 못하게 되어 촉매를 교환해야 되지만, 현재 촉매의 정화 효율을 알 수가 없으므로 촉매 교환시기를 맞추지 못하여 유해 가스가 외부로 배출되는 문제점이 있다.However, the gas emitted from the engine is controlled by the oxygen sensor to be controlled in accordance with the theoretical air-fuel ratio, and is discharged to the outside through the catalyst to purify the harmful components of the discharged gas. When the fall is not possible to purify the catalyst must be replaced, but because the current purification efficiency of the catalyst can not know the exchange of the catalyst does not meet the problem that the harmful gas is discharged to the outside.
따라서, 이 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 엔진에서 배출되는 배기가스의 산소량을 상류 산소 센서가 초기 측정을 하고 촉매를 통과한 배기가스를 하류 산소 센서가 2차로 점검해서 상류 산소 센서와 하류 산소 센서의 산소 측정치가 차이가 없을 경우 촉매의 정화 효율이 떨어진 것으로 판단해 촉매의 교환시기를 알 수 있도록 하여 촉매를 교환하는 촉매 정화 효율 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and the upstream oxygen sensor performs initial measurement on the amount of oxygen in the exhaust gas discharged from the engine, and the downstream oxygen sensor checks the exhaust gas passing through the catalyst upstream. When the oxygen measurement value of the oxygen sensor and the downstream oxygen sensor is not different, it is determined that the purification efficiency of the catalyst is inferior, so that it is possible to know the replacement time of the catalyst.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로써 본 발명은 상류 산소 센서와 하류 산소 센서의 파형을 충분히 비교하였는지를 비교판단하는 제1단계와;As a means for achieving the above object, the present invention includes a first step of judging whether the waveforms of the upstream oxygen sensor and the downstream oxygen sensor are sufficiently compared;
비교 회수가 충분하지 않을 경우 계속해서 각 산소 센서의 파형을 비교하는 제2단계와; 비교 회수가 충분하지 않을 경우 계속해서 각 산소 센서의 파형을 비교하는 비교 제2단계와;A second step of continuously comparing waveforms of each oxygen sensor if the number of comparisons is not sufficient; A comparison second step of continuing to compare waveforms of each oxygen sensor if the number of comparisons is not sufficient;
비교 회수가 충분하여 상류 산소 센서의 출력값에 대한 하류 산소 센서의 출력비가 임계값 이상인지를 비교판단하는 제3단계와;A third step of comparing the output number of the downstream oxygen sensor with respect to the output value of the upstream oxygen sensor so that the comparison count is sufficient;
제3단계에서 출력비가 임계값 이상으로 판단되면 상류 산소 센서의 출력과 하류 센선의 출력이 동일 수준이므로 촉매에 의한 정화기 이루어지지 않은 것으로 판단하여 고장 신호를 출력하는 제4단계와;A fourth step of outputting a failure signal when the output ratio is determined to be equal to or greater than a threshold in the third step because the output of the upstream oxygen sensor and the output of the downstream sensor line are at the same level, so that the purifier by the catalyst is not made;
제3단계에서 출력비가 임계값 이하로 판단되면 상류 산소 센서의 출력에 비해 하류 산소 센서의 출력이 작은 것이므로 촉매에 의한 정화가 정상적으로 이루어진 것으로 판단하여 정상 신호를 출력하는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.When the output ratio is determined to be less than the threshold value in the third step, since the output of the downstream oxygen sensor is smaller than the output of the upstream oxygen sensor, it is determined that the purification by the catalyst has been performed normally, and comprises a fifth step of outputting a normal signal. do.
제1도는 촉매 작용에 의한 상류 산소 센서와 하류 산소 센서의 출력 파형도이고,1 is an output waveform diagram of an upstream oxygen sensor and a downstream oxygen sensor by catalysis,
제2도는 비정상적인 촉매 작용에 의한 상류 산소 센서와 하류 산소 센서의 출력 파형도이고,2 is an output waveform diagram of the upstream oxygen sensor and the downstream oxygen sensor due to abnormal catalysis,
제3도는 엔진에서 배출되는 가스가 산소센서까지 도달하는 경로에 관한 블록도이고,3 is a block diagram of the path of the gas discharged from the engine to the oxygen sensor,
제4도는 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치의 촉매 정화 효율 측정 방법에 관한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method for measuring catalytic purification efficiency of an electronic control apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다 .Best Mode for Carrying Out the Invention The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 구성을 제3도를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration of the present invention with reference to Figure 3 as follows.
외부의 공기를 흡입하여 엔진(20)으로 전달하고 엔진 제어부(60)로 흡입 공기량을 알려주는 에어 플로우 미터(10)와, 엔진(20)의 실린더 안에서 연소가 발생한 후 배기 매니폴드(미도시)를 통하여 배출되는 배기 가스중 산소의 농도를 검출하여 엔진 제어부(60)로 피드백하는 상류 산소 센서(30)와, 배기 파이프 내부에 설치되어 유해 가스에 화학 작용을 일으켜 무해한 가스로 정화하는 촉매(40)와, 상기 촉매(40)를 통과하여 배출되는 가스중의 산소 농도를 검출하는 하류 산소 센서(50)와, 상류 산소 센서(30)의 신호를 통해 이론 공연비를 보상하며 하류 산소 센서(50)의 신호를 분석하여 하류 산소 센서(50)의 정상 동작 여부를 판단하는 엔진 제어부(60)로 이루어진다.An air flow meter 10 that inhales outside air and delivers it to the engine 20 and informs the engine control unit 60 of the intake air amount, and an exhaust manifold (not shown) after combustion occurs in the cylinder of the engine 20. The upstream oxygen sensor 30 which detects the concentration of oxygen in the exhaust gas discharged through the gas and feeds it back to the engine control unit 60, and a catalyst installed inside the exhaust pipe to chemically react to harmful gas and purify it to a harmless gas (40). ), A downstream oxygen sensor 50 for detecting the oxygen concentration in the gas discharged through the catalyst 40, and a signal of the upstream oxygen sensor 30 to compensate the theoretical air-fuel ratio and the downstream oxygen sensor 50 By analyzing the signal of the downstream oxygen sensor 50 is made of the engine control unit 60 to determine whether the normal operation.
상기 엔진 제어부(60)에는 에어 플로우 미터(60)의 흡입 공기량 신호와 냉각수온도와 엔진 회전수 및 기타 신호들이 인가되고, 또한 상류 산소 센서(30)의 피드백 보정 신호를 인가받아 최적의 이론 공연비를 연산한 뒤 엔진(20)의 인젝터(미도시)에 분사 신호를 출력한다.The intake air amount signal, the coolant temperature, the engine speed, and other signals of the air flow meter 60 are applied to the engine controller 60, and the feedback correction signal of the upstream oxygen sensor 30 is applied to obtain an optimal theoretical air-fuel ratio. After the calculation, the injection signal is output to an injector (not shown) of the engine 20.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 동작을 제1도 및 제2도 그리고 제4도를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the present invention made as described above will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 4 as follows.
먼저 전원이 인가되면 각 장치는 해당 동자을 실행한다.When power is first applied, each device executes its corresponding partner.
따라서 엔진 제어부(60)는 상류 산소 센서(30)와 하류 산소 센서(50)의 파형을 미리 프로그램된 절차에 따라 충분한 주기(α) 동안 연산과정을 거쳤는지를 비교 판단한다(S100).Therefore, the engine controller 60 compares and determines whether the waveforms of the upstream oxygen sensor 30 and the downstream oxygen sensor 50 have undergone a calculation process for a sufficient period α according to a pre-programmed procedure (S100).
S100에서 충분히 연산 과정을 거치지 않은 것으로 판단되면 상류 산소 센서(30)에서 출력되는 파형중 희박 신호 시간(A.L.T)과 농후 신호 시간(A.R.T)을 측정하고, 하류 산소 센서(50)에서 출력되는 파형중 희박 신호 시간(B.L.T)과 농후 신호 시간(B.R.T)을 측정한다(S200).When it is determined that the calculation process is not sufficiently performed in S100, the lean signal time ALT and the rich signal time ART of the waveforms output from the upstream oxygen sensor 30 are measured, and the waveforms output from the downstream oxygen sensor 50 are measured. The lean signal time BLT and the rich signal time BRT are measured (S200).
상기 S200에서 연산된 각 값중 상류 산소 센서(30)의 농후 신호 시간(A.R.T)대 하류 산소 센서(50)의 농후 신호 시간(B.R.T)을 비율로 연산한 값을 R.T.R이라 하고 상류 산소 센서(30)의 희박 신호 시간(A.L.T)대 하류 산소 센서(50)의 희박 신호 시간(B.L.T)을 비율로 연산한 값을 L.T.R이라 한다(S210).The value calculated from the rich signal time (ART) of the upstream oxygen sensor 30 to the rich signal time (BRT) of the downstream oxygen sensor 50 among the values calculated in S200 is referred to as RTR and the upstream oxygen sensor 30. The value calculated by the ratio of the lean signal time (ALT) to the lean signal time (BLT) of the downstream oxygen sensor 50 is referred to as LTR (S210).
상기 S210에서 연산된 희박 신호의 비율(L.T.R)과 농후 시간의 비율(R.T.R)중에서 가장 작은 값을 취한다(S22).The smallest value is taken from the ratio L.T.R of the lean signal and the ratio R.T.R of the rich time calculated in S210 (S22).
상기 S220에서 선택된 가장 작은 비율값과 엔진 운전 상태에 해당하는 함수값f(RPM,공기량)을 곱한다(S230).The smallest ratio value selected in S220 is multiplied by a function value f (RPM, air quantity) corresponding to the engine operating state (S230).
그리고 상기 S230에서 연산된 결과를 매 주기마다 누적한다(S240).The result calculated in S230 is accumulated every cycle (S240).
상기 S240에서 최종 합산이 이루어지면 다음 주기를 연산하기 위하여 카운트를 1씩 가산한다(S250).When the final summation is made in S240, the count is added by 1 to calculate the next period (S250).
그러나 S100에서 비교 회수가 충분한 것으로 판단되며 상류 산소 센서의 출력값에 대한 하류 산소 센서의 출력비가 임계값(β)이상인지를 비교 판단한다(S300).However, it is determined that the number of comparisons is sufficient in S100, and it is determined whether the output ratio of the downstream oxygen sensor to the output value of the upstream oxygen sensor is greater than or equal to the threshold value β (S300).
상기 S300에서 출력비가 임계값(β) 이상으로 판단되면 상류 산소 센서의 출력과 하류 산소 센서의 출력이 동일 수준이므로 촉매에 의한 정화기 이루어지지 않은 것으로 판단하여 고장 신호를 출력한다(S400).When the output ratio is determined to be greater than or equal to the threshold value β in S300, the output of the upstream oxygen sensor and the output of the downstream oxygen sensor are at the same level, and thus, a failure signal is determined by determining that the purifier by the catalyst is not made (S400).
그러나 상기 S300에서 출력비가 임계값(β)이하로 판단되면 상류 산소 센서의 출력에 비해 하류 센서의 출력이 작은 것이므로 촉매에 의한 정화가 정상적으로 이루어진 것으로 판단하여 정상 신호를 출력한다(S500).However, when the output ratio is determined to be equal to or less than the threshold value β in S300, since the output of the downstream sensor is smaller than that of the upstream oxygen sensor, it is determined that the purification by the catalyst is normally performed and outputs a normal signal (S500).
따라서 일정 주기 이상 상류 산소 센서의 출력 파형과 하류 산소 센서 출력 파형의 출력비를 비교 판단하여 임계값 이상의 출력비가 산출되면 두 산소 센서의 파형이 동일한 것으로 판단하여 촉매의 작동이 비정상임을 알리는 고장 신호를 출력하게 된다.Therefore, when the output ratio of the upstream oxygen sensor output waveform and the downstream oxygen sensor output waveform is determined by comparing the output ratio of the upstream oxygen sensor for a predetermined period or more and the output ratio is calculated above the threshold value, the waveforms of the two oxygen sensors are judged to be the same, and a fault signal indicating that the operation of the catalyst is abnormal is output. Done.
전술한 바와 같이 촉매의 작동 상황을 모니터링할 수 있으므로 촉매의 교체 시기를 쉽게 알게된다.As described above, the operating condition of the catalyst can be monitored, so it is easy to know when to replace the catalyst.
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