KR100273579B1 - Air fuel ratio control method by using dual oxygen sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 듀얼 산소센서를 이용한 공연비 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 시동시 듀얼 산소센서의 피이드 백 제어 개시시간을 각종 운행 조건 및 산소센서 열화에 따라 보정하여 차량 열화에 따른 배기가스 제어의 정밀성을 향상시키도록 한 듀얼 산소센서를 이용한 공연비 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air-fuel ratio control method using a dual oxygen sensor, and more particularly, to adjust the start time of the feedback control of the dual oxygen sensor at start-up of the vehicle according to various operating conditions and deterioration of the oxygen sensor to exhaust gas according to vehicle deterioration. It relates to an air-fuel ratio control method using a dual oxygen sensor to improve the precision of the control.
일반적으로 산소센서를 이용한 공연비 제어는 배기가스중의 산소농도를 검출하는 산소센서의 신호에 따라 엔진의 연소상태가 농후 연소인지 희박 연소인지를 판단하여 그에 따라 공연비를 보상하여 줌으로써 이른 공연비 부근에서 운전이 되도록 하여 배기가스를 저감시키기 위한 것으로, 배기가스중의 산소농도에 따라 출력되는 산소센서로부터의 신호 전압에 의해서 ECU는 산소센서의 기전력이 비교전압 보다 높을 때는 공급 혼합기의 공연비가 이른 공연비보다도 진한(농후)것으로 판정하여 연료 인젝터의 통전시간을 짧게 제어하여 연료 분사량을 감소하고, 산소센서의 기전력이 비교전압보다 낮을 때는 공급 혼합기의 공연비가 이론 공연비보다도 희박한 것으로 판정하여 연료 인젝터의 통전시간을 길게 제어하여 연료 분사량을 증가시킴으로써 배기가스를 저감시켰다.In general, the air-fuel ratio control using the oxygen sensor operates near the early air-fuel ratio by determining whether the combustion state of the engine is rich combustion or lean combustion based on the signal of the oxygen sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas and compensating the air-fuel ratio accordingly. In order to reduce the exhaust gas, the signal voltage from the oxygen sensor output according to the oxygen concentration in the exhaust gas causes the ECU to have a higher air-fuel ratio of the supply mixer than the earlier air-fuel ratio when the electromotive force of the oxygen sensor is higher than the comparative voltage. The fuel injection amount is reduced by controlling the energization time of the fuel injector to be short (rich), and when the electromotive force of the oxygen sensor is lower than the comparative voltage, it is determined that the air-fuel ratio of the supply mixer is thinner than the theoretical air-fuel ratio, and the energization time of the fuel injector is extended. Control to increase fuel injection Exhaust gas was reduced.
이와 같은 공연비 제어 방법에서 촉매의 정상 동작이나 촉매의 배기가스 저감 효율 등에 따라 배기가스를 정밀하게 제어하기 위하여 촉매 전후에 2개의 산소 센서를 설치한 듀얼 산소센서 공연비 제어장치가 개발되었다.In the air-fuel ratio control method, a dual oxygen sensor air-fuel ratio control device has been developed in which two oxygen sensors are installed before and after the catalyst in order to precisely control the exhaust gas according to the normal operation of the catalyst or the efficiency of reducing the exhaust gas of the catalyst.
듀얼 산소센서 공연비 제어장치는 촉매 후방의 산소센서 신호에 따라 촉매의 변환 효율을 분석하여 촉매 전방의 산소센서에 의한 배기가스 상태 판단 즉, 혼합기의 농후, 희박 판단을 위한 기준값을 보상하여 줌으로써 촉매의 최고 변환효율범위 내에서 연료가 공급되도록 하여 배기가스를 저감시켰다.The dual oxygen sensor air-fuel ratio control device analyzes the conversion efficiency of the catalyst according to the oxygen sensor signal at the rear of the catalyst and compensates the reference value for determining the exhaust gas state by the oxygen sensor in front of the catalyst, that is, the richness and leanness of the mixer. Emissions were reduced by allowing fuel to be supplied within the maximum conversion efficiency range.
전술한 바와 같은 종래의 방법에서는 차량의 시동후 일정시간이 경과하면 무조건 듀얼 산소센서에 의한 공연비 제어를 실시하였기 때문에 산소센서 등의 차량 열화에 대한 보정이 없으므로 배기가스 저감을 정확히 할 수 없었다.In the conventional method as described above, since the air-fuel ratio control by the dual oxygen sensor is unconditionally performed after a certain time has elapsed since the start of the vehicle, there is no correction for vehicle deterioration such as the oxygen sensor, and thus it is not possible to accurately reduce the exhaust gas.
또한 고부하 운전시나 저부하 운전시 등에 따른 촉매 활성화 시간을 고려치않았으므로 저온 시동후 배기가스 온도가 상승하면 촉매에서 각종 촉매제의 반응에 의해 수소 가스가 다량 발생되어 촉매 후방에 있는 산소센서가 영향을 받아 배기가스 제어에 악영향을 끼치는 등의 문제점이 있었다.In addition, since the catalyst activation time due to high load operation or low load operation is not taken into consideration, when the exhaust gas temperature rises after low temperature startup, a large amount of hydrogen gas is generated by the reaction of various catalysts in the catalyst, which affects the oxygen sensor behind the catalyst. There was a problem such as adversely affect the exhaust gas control.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 차량의 시동시 듀얼 산소센서의 피이드 백 제어 개시시간을 각종 운행조건 및 산소센서 열화에 따라 보정하여 차량 열화에 따른 배기가스 제어의 정밀성을 향상시키도록 하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to correct the start time of the feedback control of the dual oxygen sensor at the start of the vehicle according to various operating conditions and deterioration of the oxygen sensor, It is to improve the precision.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 운전자에 의한 차량의 시동이 있으면 듀얼 산소센서에 의한 공연비 피이드 백 제어를 개시하기 위한 개시시간 기준값을 설정하는 단계와; 듀얼 산소센서에 의한 공연비 피이드 백 제어 개시 조건 만족시의 시간을 카운트하여 상기에서 설정된 개시시간 기준값과 비교하는 단계와; 상기 단계에서 카운트된 시간이 개시시간 기준값 이상일 경우 듀얼 산소센서를 이용한 공연비 피이드 백 제어를 개시하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of setting a starting time reference value for starting the air-fuel ratio feedback control by the dual oxygen sensor when the vehicle is started by the driver; Counting a time when the air-fuel ratio feedback control start condition by the dual oxygen sensor is satisfied and comparing the start time reference value set above; When the time counted in the step is more than the starting time reference value characterized in that it comprises the step of starting the air-fuel ratio feed back control using the dual oxygen sensor.
제1도는 본 발명인 듀얼 산소센서를 이용한 공연비 제어 방법에 따른 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,1 is a block diagram schematically showing an apparatus according to the air-fuel ratio control method using a dual oxygen sensor of the present invention,
제2도는 본 발명인 듀얼 산소센서를 이용한 공연비 제어 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시한 동작 순서도,2 is an operation flowchart schematically showing an embodiment of an air-fuel ratio control method using a dual oxygen sensor according to the present invention;
제3도는 본 발명에 있어서 시동시의 냉각수온에 따른 듀얼 산소센서 개시시간을 나타낸 신호 파형도이고,3 is a signal waveform diagram showing a dual oxygen sensor start time according to the cooling water temperature at the start of the present invention,
제4도는 일반적인 산소센서의 신호를 도시한 신호 파형도이고,4 is a signal waveform diagram showing a signal of a general oxygen sensor,
제5도는 본 발명에 있어서 듀얼 산소센서 개시시간을 카운트하는 타이머의 동작상태를 도시한 신호 파형도이다.5 is a signal waveform diagram showing an operation state of a timer for counting the dual oxygen sensor start time according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명인 듀얼 산소센서를 이용한 공연비 제어 방법에 따른 장치는 운행정보 검출부(10)와, 촉매(C), 제 1 산소센서(20), 제 2 산소센서(21), ECU(30), 타이머(21), 인젝터(40)로 이루어진다.As can be seen in Figure 1 the apparatus according to the air-fuel ratio control method using the dual oxygen sensor of the present invention, the
운행정보 검출부(10)는 차량의 운행시 흡입되는 공기량을 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력하는 흡입 공기량 검출부(11)와, 차량 운행중의 냉각수 온도를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력하는 수온 센서(12) 등으로 이루어지며, 차량의 운행중 각종 운행정보를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.The driving
촉매(C)는 차량의 운행중 배출가스에 포함되어 있는 유해 가스를 정화하여 배출한다.The catalyst (C) purifies and discharges harmful gases contained in the exhaust gas while the vehicle is running.
제 1 산소센서(20)는 상기 촉매(C)의 전방에 설치되어 정화되기 전의 배출가스에 포함되어 있는 산소농도를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.The
제 2 산소센서(21)는 상기 촉매(C)의 후방에 설치되어 촉매(C)를 통해 정화된 배출가스에 포함되어 있는 산소농도를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.The
ECU(30)는 상기 운행정보 검출부(10)와 제 1, 2 산소센서(20,21)의 신호를 분석하여 그에 따라 연료분사량을 제어하기 위한 소정의 제어신호를 출력한다.The
타이머(31)는 상기 ECU(30)의 제어신호에 따라 듀얼 산소센서에 의한 피이드 백 제어를 하기 위한 시간을 카운트하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.The
인젝터(40)는 상기 ECU(40)의 제어신호에 따라 동작하여 적정량을 연료를 분사하여 준다.The
상기와 같이 구성된 장치에 의거하여 본 발명인 듀얼 산소센서를 이용한 공연비 제어 방법을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The air-fuel ratio control method using the dual oxygen sensor of the present invention based on the device configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
차량의 운행중 검출되는 운행정보에(S10) 의해 차량의 시동을 하기 위한 운전자의 이그니션 스위치의 접점 선택이 있는지를 판단하여(S20) 운전자에 의한 이그니션 스위치의 온 신호가 있으면 ECU(30)는 검출되는 각종 운행정보에 따라 인젝터(40)를 동작하여 적정량의 연료가 분사되도록 함과 동시에 수온 센서(12)에서 검출되는 엔진 냉각수 온도에 따라 다음의 식에 의거하여 듀얼 산소센서(20,21)에 의한 피이드 백 제어 개시시간 기준값을 설정한다(S30).The ECU 30 determines whether there is a contact selection of the driver's ignition switch for starting the vehicle based on the driving information detected during the driving of the vehicle (S10) (S20). By operating the
TD= Tmap×KT D = T map × K
상기에서 Tmap은 도 3 에서와 같이 시동시 수온에 따라 설정되어 있는 듀얼 산소센서를 이용한 피이드 백 제어 개시시간의 맵 값이고, K는 제 1 산소센서(20)의 열화에 따른 보정 계수로와 같이 나타난다.In the above, T map is a map value of a feedback control start time using a dual oxygen sensor set according to the water temperature at start-up, as shown in FIG. 3, and K is a correction coefficient according to deterioration of the
상기에서 NF는 도 4 에서와 같이 제 1 산소센서(20)가 일정한 시간동안 반전하는 회수이며, NFO는 제 1 산소센서(20)가 일정한 시간동안 반전하는 기본 반전회수이다.In the above, NF is the number of times that the
이와 동시에 ECU(30)는 흡입 공기량 검출부(11)의 신호를 분석하여 도 5 와 같이 흡입 공기량이 아이들시의 흡입 공기량 이상이 되는 운행 구간을 검출하며 검출된 구간의 운행시간(T)을 타이머(31)에 카운트하여(S40) 상기 단계(S30)에서 설정된 듀얼 산소센서(20,21)에 의한 피이드 백 제어 개시시간 기준값(TD) 과 비교한다(S50).At the same time, the
이후, 상기 타이머(31)에 카운터된 아이들시 흡입 공기량 이상의 운행시간(T)이 상기 설정된 듀얼 산소센서(20,21)에 의한 피이드 백 제어 개시시간 기준값(TD) 이상이 되면 듀얼 산소센서(20,21)에 의한 피이드 백 제어를 실시한다(S60).Subsequently, when the running time T equal to or greater than the idle air intake air counted by the
즉, 내연기관으로부터 배출되는 배기가스중의 산소농도를 검출하는 제 1 산소센서(20)와 촉매(C)를 통해 정화된 배기가스중의 산소농도를 검출하는 제 2 산소센서(21)의 신호를 분석하여 촉매(C) 및 제 1 산소센서(20)의 열화 등에 따라 제 1 산소센서(20)의 신호에 따른 희박, 농후 연소 판정 기준값을 보정하여 운행 조건에 따라 공급되는 혼합기가 희박한지 농후한지를 판단하여 그에 따라 인젝터(40)를 제어하여 적정 연료량이 공급되도록 함으로써 촉매(C)의 정화 효율 범위 내에서 배기가스를 정화시킬 수 있도록 한다.That is, the signal of the
이와 같이 본 발명은 차량의 시동시 듀얼 산소센서의 피이드 백 제어 개시시간을 각종 운행조건 및 산소센서 열화에 따라 보정하여 듀얼 산소센서에 의한 공연비 제어를 조기에 실시할 수 있어 차량 열화에 따른 배기가스 제어의 정밀성을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention can correct the start time of the feedback control of the dual oxygen sensor at the start of the vehicle according to various operating conditions and deterioration of the oxygen sensor so that the air-fuel ratio control by the dual oxygen sensor can be performed at an early stage. The precision of control can be improved.
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