KR100412677B1 - 차량의 산소센서 모니터링 제어장치 및 방법 - Google Patents

차량의 산소센서 모니터링 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 산소센서 및 제2 산소센서가 각각 장착된 배기 시스템에서 작업자의 실수나 와이어링 불량에 의해 각각의 산소센서가 바뀌어서 장착된 경우, 이를 감지하여 운전자에게 경고할 수 있는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 촉매장치가 구비되는 배기 시스템을 갖는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치에 있어서, 상기 차량의 엔진과 상기 촉매장치의 사이에 장착되어 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 공연비 변화에 따라 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 제1 산소센서와; 상기 촉매장치 후방에 장착되어 최종 배기가스의 공연비를 감지하여 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 제2 산소센서와; 일정 시간동안 제1 산소센서가 0.5V를 횡절하는 횟수(NO2)를 카운팅(Counting)하는 카운터부와; 상기 제1 산소센서의 설정 임계 횡절값(NO2TH)을 저장하는 메모리부와; 상기 카운팅된 제1 산소센서의 횡절 횟수(NO2)와 상기 메모리부에 저장된 설정 임계 횡절값(NO2TH)을 비교한 결과에 따라 제1 산소센서의 체결 상태를 경고하는 경고 제어신호를 출력하는 엔진 제어부와; 상기 엔진 제어부로부터 공급되는 경고 제어신호의 입력에 따라 제1 산소센서의 체결 상태를 경고하는 경고부를 포함하여 구성한다.

Description

차량의 산소센서 모니터링 제어장치 및 방법{OXYGEN SENSOR MONITORING CONTROLLING DEVICE OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 산소센서에 관한 것으로서, 특히 차량의 산소센서 모니터링 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 차량의 공연비 제어는 강화되는 배기가스 규제를 만족시키기 위해 가장 기본적인 기술이다.
이를 위해 배기가스의 농후/희박(Lean/Rich)상태를 판단하는 기능을 갖는 산소 센서(O2 Sensor)를 광범위하게 적용하고 있다.
또한, 배기 시스템에 장착되는 촉매장치의 후방에 제2 산소센서(리어 산소센서 ; Rear O2 Sensor)를 장착하여 공연비 제어의 보조수단으로 사용하며, 제1 산소센서(프론트 산소센서 ; Front O2 Sensor)에 대한 고장진단에 사용하기도 한다.
도 1은 제1 산소센서(120)와 제2 산소센서(140)로 구성된 일반적인 차량의 배기 시스템을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 제1 산소센서(120)의 신호는 엔진(110)으로부터 배출되는 배기가스에 직접 영향을 받아 배기가스의 공연비 변화에 따라 0~1V 사이에서 빠르게 스위칭(Switching) 되는 결과를 보이는 반면, 제2 산소센서(140)는 촉매장치 (140)의 후방에 위치하며 배기가스 공연비에 대한 촉매의 댐핑(Damping) 역할에 의해 비교적 완만한 결과를 보인다.
즉, 제2 산소센서(140)는 촉매장치(140) 후방에 장착되어 최종 배기가스의 공연비를 감지하며, 제1 산소센서(120)가 노후화 됨에 따라 공연비가 시프트 (Shift)되는 특성을 보상하는 기능을 하게 된다.
도 2와 도 3을 참조하여 종래 기술에 따른 차량의 산소센서를 모니터링 하여 연료 분사량을 제어하는 과정을 설명한다.
먼저, 도 2는 종래 기술에서 제1 산소센서(120) 및 제2 산소센서(140), 엔진 제어부(ECU)(210), 연료 공급 액츄에이터(Injector)(220)를 갖는 엔진(110)에서의 엔진 제어부(210) 입출력장치에 대한 구성도이다.
엔진 제어부(210)는 도 3의 (S310)에서 제1, 제2 산소센서(120, 140)로부터 출력되는 신호를 입력받는다.
이어서, 엔진 제어부(210)는 (S312)으로 진행하여 엔진(110)의 운전영역이 피드백 영역인가를 검출한다.
만약, 전술한 (S312)에서 엔진(110)의 운전영역이 피드백 영역이면, 엔진 제어부(210)는 (S314)으로 진행하여 피드백 이득 연료량(Feedback Gain)을 계산하고, (S316)로 진행하여 연료 공급 액츄에이터(220)로 공급되는 연료 분사 제어신호를 제어하여 연료 분사량을 조정한다.
엔진 제어부(210)는 제1 산소센서(120)로부터 출력되는 신호가 0.5V 이상 1V 정도를 출력하면 공연비가 농후(Rich) 하므로 연료 공급 액츄에이터(220)로 공급되는 연료 분사 제어신호를 제어하여 연료 분사량을 감소시킨다.
이와는 반대로 엔진 제어부(210)는 제1 산소센서(120)로부터 출력되는 신호가 0.5V 이하 0V 정도를 출력하면 공연비가 희박(Lean) 하므로 연료 공급 액츄에이터(220)로 공급되는 연료 분사 제어신호를 제어하여 연료 분사량을 증가시키다.
이런 과정을 연속적으로 반복하며, 이론 공연비 부근에서 공연비가 제어되도록 연료량 피드백 제어를 수행하게 된다.
참고적으로, 엔진(110)의 연소실로부터 배출되는 유해 배기가스를 정화하기위해 λ= 1의 이론 공연비로 엔진(110)이 운전되도록 산소센서 신호를 기초로 공연비 제어를 수행한다.
이를 연료량 피드백(Feedback) 제어라 하며, 과도한 배기가스의 온도 상승을 방지하고, 엔진(110) 출력을 높이기 위해 농후한 공연비가 필요한 경우를 제외한 일반적인 운전영역에서는 이 연료량 피드백 제어를 수행한다.
상기한 바와 같이 종래 기술에서의 제1, 제2 산소센서(120, 140)에 의한 공연비 제어기능의 용도는 연료량에 대한 피드백 제어를 통한 배기가스 저감에 초점이 맞추어졌었다.
또한, 구조적으로는 촉매장치(140) 전, 후방에 각각 제1, 제2 산소센서(120, 140)를 장착하여 보다 정교한 공연비 제어가 가능하도록 하였다.
따라서, 제1, 제2 산소센서(120, 140)가 차량의 전장 와이어링(Wiring)에 정확하게 연결되어 엔진 제어부(210)로 입력되어야 목표로 하는 제어효과를 얻을 수 있게된다.
그러나, 위와 같은 방법을 사용할 경우 종래에는 제1, 제2 산소센서(120, 140)의 조립과정 중 작업자 실수나 전장 와이어링의 결선 불량에 의해 제1, 제2 산소센서(120, 140)의 오체결이 있을 수 있다.
제1, 제2 산소센서(120, 140)의 오체결에 의해 제1, 제2 산소센서(120, 140)의 배선이 바뀐 경우 배기가스의 공연비를 정확하게 연료량 제어에 반영할 수 없어 배기가스가 증가하게 된다.
또한, 제2 산소센서(140)에 의한 고장진단이 잘못되어 제1 산소센서(120)가정상품임에도 불구하고 고장품으로 오감지하여 교체하게되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 제1 산소센서 및 제2 산소센서가 각각 장착된 배기 시스템에서 작업자의 실수나 와이어링 불량에 의해 각각의 산소센서가 바뀌어서 장착된 경우, 이를 감지하여 운전자에게 경고할 수 있는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 촉매장치가 구비되는 배기 시스템을 갖는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치에 있어서, 상기 차량의 엔진과 상기 촉매장치의 사이에 장착되어 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 공연비 변화에 따라 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 제1 산소센서와; 상기 촉매장치 후방에 장착되어 최종 배기가스의 공연비를 감지하여 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 제2 산소센서와; 일정 시간동안 제1 산소센서가 0.5V를 횡절하는 횟수(NO2)를 카운팅(Counting)하는 카운터부와; 상기 제1 산소센서의 설정 임계 횡절값(NO2TH)을 저장하는 메모리부와; 상기 카운팅된 제1 산소센서의 횡절 횟수 (NO2)와 상기 메모리부에 저장된 설정 임계 횡절값(NO2TH)을 비교한 결과에 따라 제1 산소센서의 체결 상태를 경고하는 경고 제어신호를 출력하는 엔진 제어부와; 상기 엔진 제어부로부터 공급되는 경고 제어신호의 입력에 따라 제1 산소센서의 체결 상태를 경고하는 경고부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배기 시스템의 촉매장치 전후로 장착되는 제1, 제2 산소센서, 엔진 회전수 검출센서, 엔진 부하 검출센서, 엔진 제어부, 메모리부, 카운터부, 경고부를 갖는 차량의 산소센서 모니터링 제어방법에 있어서, 상기 엔진 회전수 검출센서와 엔진 부하 검출센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 엔진 회전수(PRM) 및 엔진 부하(Load)에 따라 엔진 운전 영역이 설정된 모니터링 작동 영역인가를 검출하는 단계와; 상기 검출된 엔진 운전 영역이 설정된 모니터링 작동 영역이면, 일정 시간 동안 발생하는 제1 산소센서의 횡절 횟수(NO2)를 카운팅하는 단계와; 상기 카운팅된 제1 산소센서 횡절 횟수(NO2)와 설정된 임계 횡절값(NO2TH)을 비교하는 단계와; 상기 비교된 제1 산소센서 횡절 횟수(NO2)와 설정된 임계 횡절값(NO2TH)에 따라 상기 제1 산소센서의 체결 상태를 경고하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 차량의 배기 시스템 구성을 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 차량의 산소센서를 모니터링 하여 연료 분사량을 제어하는 장치의 구성을 도시한 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 차량의 산소센서를 모니터링 하여 연료 분사량을 제어하는 과정을 도시한 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 산소센서를 모니터링 하는 제어장치의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 산소센서를 모니터링 하는 제어과정을 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 검출되는 산소센서의 출력상태와 산소센서의 와이어링 체결상태와의 관계를 도시한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 산소센서를 모니터링 하는 제어장치의 구성을 설명한다.
참고적으로, 본 발명의 실시예를 설명함에 앞서 차량의 산소센서를 모니터링 하여 연료 분사량을 제어하는 장치 및 제어방법은 생략한다.
본 발명의 실시예는 촉매장치가 구비되는 배기 시스템을 갖는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치에 있어서, 제1 산소센서(410), 제2 산소센서(420), 카운터부 (430), 메모리부(440), 엔진 제어부(450), 경고부(460)를 포함하여 구성한다.
제1 산소센서(410)는 차량의 엔진과 촉매장치의 사이에 장착되어 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 공연비 변화에 따라 해당되는 전기적인 신호를 출력한다.
제2 산소센서(420)는 촉매장치 후방에 장착되어 최종 배기가스의 공연비를 감지하여 해당되는 전기적인 신호를 출력한다.
카운터부(430)는 일정 시간동안 제1 산소센서(410)가 0.5V를 횡절하는 횟수를 카운팅(Counting)한다.
카운터부(430)는 제1 산소센서(410)의 횡절 횟수(NO2)를 카운트하는 동작 횟수(N1)와 제1 산소센서(410)의 횡절시간(T_FR)을 카운트하는 동작 횟수(N2)도 카운트한다.
메모리부(440)는 제1 산소센서(410)의 설정 임계 횡절값(NO2TH) 및 각각의 동작 횟수(N1, N2)를 저장한다.
엔진 제어부(450)는 카운팅된 제1 산소센서(410)의 횡절 횟수(NO2)와 메모리부(440)에 저장된 설정 임계 횡절값(NO2TH)을 비교한 결과에 따라 제1 산소센서(410)의 체결 상태를 경고하는 경고 제어신호를 출력한다.
경고부(460)는 엔진 제어부(450)로부터 공급되는 경고 제어신호의 입력에 따라 제1 산소센서(410)의 체결 상태를 경고한다.
본 발명의 실시예는 엔진의 회전수를 검출하여 그에 대응되는 전기적인 신호를 출력하는 엔진 회전수 검출센서(470)와; 엔진의 부하상태를 검출하여 그에 대응되는 전기적인 신호를 출력하는 엔진 부하 검출센서(480)를 더 부가하여 구성한다.
이와 같은 구성에서 엔진 제어부(450)는 제1 산소센서(410)의 응답 (Response) 및 주기가 일정한 운전 영역에서만 판단할 수 있도록 엔진 회전수(PRM) 및 엔진 부하(Load)에 따라 미리 모니터링 작동 영역을 설정한다.
엔진 제어부(450)는 카운팅된 제1 산소센서(410) 횡절 횟수(NO2)가 설정된 임계 횡절값(NO2TH) 미만이면 경고부(460)로 제1 산소센서(410)의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급한다.
엔진 제어부(450)는 제1 산소센서(410)의 횡절 횟수(NO2)를 카운트하는 동작 횟수(N1)가 설정 횟수(N1TH) 이상 반복하면 경고부(460)로 제1 산소센서(410)의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급한다.
엔진 제어부(450)는 제2 산소센서(420)가 0.5V를 횡절한 순간에서 제1 산소센서(410)가 0.5V를 횡절하는데 걸리는 횡절시간(T_FR)이 설정된 임계 횡절시간 (T_FRTH) 이내이면 경고부(460)로 제1 산소센서(410)의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급한다.
엔진 제어부(450)는 제1 산소센서(410)의 횡절시간(T_FR)을 카운트하는 동작 횟수(N2)가 설정 횟수(N2TH) 이상 반복하면 경고부(460)로 제1 산소센서(410)의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급한다.
도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 산소센서를 모니터링 하는 제어과정을 설명한다.
먼저, 엔진 제어부(450)는 (S510)에서 제1 산소센서(410)의 횡절 횟수(NO2)를 카운트하는 동작 횟수(N1)와 제1 산소센서(410)의 횡절시간(T_FR)을 카운트하는 동작 횟수(N2)가 초기 세팅된 값(0)이면, (S512)으로 진행한다.
엔진 제어부(450)는 (S512)에서 엔진 제어부(450)로 입력되는 신호를 분석한다.
예를 들어, 엔진 제어부(450)는 (S512)에서 엔진 회전수(Ne), 엔진 공기량 (Ev), 제1, 제2 산소센서(410, 420) 출력값에 대한 신호를 입력받는다.
엔진 제어부(450)는 (S514)으로 진행하여 엔진 회전수 검출센서(470)와 엔진 부하 검출센서(480)로부터 입력되는 신호를 분석하여 엔진 회전수(PRM) 및 엔진 부하(Load)에 따라 엔진 운전 영역이 설정된 모니터링 작동 영역인가를 검출한다.
본 발명의 실시예는 제1, 제2 산소센서(410, 420) 신호를 기초로 제어하는 로직(Logic) 이므로 제1, 제2 산소센서(410, 420)의 응답(Response) 및 주기가 일정한 운전 영역에서만 모니터링 할 수 있도록 엔진 회전수(PRM) 및 엔진 부하(Load)에 따라 미리 모니터링 작동 영역을 설정한다.
엔진 제어부(450)는 (S514)에서 검출된 엔진 운전 영역이 설정된 모니터링 작동 영역이면, (S516)으로 진행하여 일정 시간 동안 발생하는 제1 산소센서(410)의 횡절 횟수(NO2)를 카운팅한다.
참고적으로, 제1, 제2 산소센서(410, 420)의 와이어링 오체결에 의해 촉매장치 후방에 위치한 제2 산소센서(420)가 제1 산소센서(410)로 인식되는 경우 그 신호는 공연비 제어가 불가능할 정도로 완만하게 움직이게 된다.
정상체결의 경우 일정시간에 수회 이상을 0~1V 사이에서 움직이며 농후, 희박(Rich, Lean) 상태 판단을 반복한다.
반면, 오체결의 경우에는 거의 농후, 희박(Rich, Lean) 상태가 반복되지 않고 어떤 값에서 완만하게 움직이게 된다.
따라서, 일정 시간(예를 들어 10초) 동안 제1 산소센서(410)가 0.5V를 횡절하는 횟수를 카운팅(Counting)한다.
여기서, 상기 카운팅된 값을 제1 산소센서(410) 횡절값(NO2)이라고 한다.
엔진 제어부(450)는 (S518)으로 진행하여 카운팅된 제1 산소센서(410) 횡절 횟수(NO2)와 설정된 임계 횡절값(NO2TH)을 비교한다.
엔진 제어부(450)는 비교된 제1 산소센서(410) 횡절 횟수(NO2)와 설정된 임계 횡절값(NO2TH)에 따라 제1 산소센서(410)의 체결 상태를 경고하게 된다.
제1 산소센서(410) 횡절값(NO2)이 설정된 임계 횡절값(NO2TH) 미만이면 0.5V를 횡절하는 횟수가 매우 작아 오체결이 된 것으로 판단할 수 있다.
먼저, 엔진 제어부(450)는 (S518)에서 카운팅된 제1 산소센서(410) 횡절 횟수(NO2)가 설정된 임계 횡절값(NO2TH) 미만이면 (S520)으로 진행하여 제1 산소센서(410)의 횡절 횟수(NO2)를 카운트하는 동작 횟수(N1 ; N1 = N1+1)를 계산한다.
엔진 제어부(450)는 (S522)으로 진행하여 제1 산소센서(410)의 횡절 횟수(NO2)를 카운트하는 동작 횟수(N1)와 설정 횟수(N1TH)를 비교한다.
엔진 제어부(450)는 (S522)에서 제1 산소센서(410)의 횡절 횟수(NO2)를 카운트하는 동작 횟수(N1)가 설정 횟수(N1TH)이상 반복하면 (S524)으로 진행하여 제2 산소센서(420)가 0.5V를 횡절한 순간에서 제1 산소센서(410)가 0.5V를 횡절하는데 걸리는 횡절시간(T_FR)을 계산한다.
즉, 엔진 제어부(450)는 (S522)에서 제1 산소센서(410)의 오체결 판단을 설정횟수(N1TH) 이상 반복하면 제1 산소센서(410)와 제2 산소센서(420)가 바뀌어 장착된 것으로 판단하고 제2 산소센서(420)에 대한 재확인 단계(S524)로 진행한다.
(S524)의 목적은 이전 단계에서 오체결이 없었지만 제1 산소센서(410)가 고장난 경우에도 전술한 (S522)에 의해 오체결로 감지될 수 있기 때문이다.
오체결이 된 경우 제1 산소센서(410)(실제는 제2 산소센서(420))는 완만하게 움직이며, 공연비 변화에 둔감하게 반응하지만 제2 산소센서(420)(실제는 제1 산소센서(410))는 배기 매니폴드 직후에 바로 장착되므로 배기가스 공연비 변화에 즉각적으로 반응하게 된다.
따라서, 제1 산소센서(410)가 희박(Lean)에서 농후(Rich)로 또는 농후(Rich)에서 희박(Lean)으로 변화가 있으면 그 이전에 공연비의 큰 변화(연료 컷오프(Fuel Cut-Off)나 급가속에 의한 농후(Enrichment) 등)가 있었다는 것을 알 수 있다.
이는 제2 산소센서(420)(실제는 제1 산소센서(410))에 의해 먼저 감지되어야 한다.
이점을 이용하여 제1 산소센서(410) 및 제2 산소센서(420)간의 위상차이를 계산한다.
엔진 제어부(450)는 (S526)으로 진행하여 계산된 횡절시간(T_FR)과 설정된임계 횡절시간(T_FRTH)을 비교한다.
여기서, 제2 산소센서(420)가 0.5V를 횡절한 순간에서 제1 산소센서(410)가 0.5V를 횡절하는데 걸리는 시간을 횡절시간(T_FR)이라 가정한다.
횡절시간(T_FR)이 설정된 횡절시간(T_FRTH) 이내이면 오체결이 된 것으로 판단할 수 있다.
만약, 정상체결의 경우는 오히려 제1 산소센서(410)가 먼저 변하고 뒤이어 제2 산소센서(420)가 변하게 되며, 촉매장치의 영향으로 제2 산소센서(420)는 거의 변하지 않는 것이 일반적이다.
엔진 제어부(450)는 (S526)에서 비교된 횡절시간(T_FR)이 설정된 임계 횡절시간(T_FRTH) 이내이면 (S528)으로 진행하여 제1 산소센서(410)의 횡절시간(T_FR)을 카운트하는 동작 횟수(N2 ; N2 = N2+1)를 계산한다.
엔진 제어부(450)는 (S530)으로 진행하여 제1 산소센서(410)의 횡절시간 (T_FR)을 카운트하는 동작 횟수(N2)와 설정 횟수(N2TH)를 비교한다.
엔진 제어부(450)는 전술한 (S530)에서 제1 산소센서(410)의 횡절시간(T_FR)을 카운트하는 동작 횟수(N2)가 설정 횟수(N2TH) 이상 반복하면 (S532)으로 진행하여 경고부(460)로 제1 산소센서(410)의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급한다.
즉, 엔진 제어부(450)는 오체결 판단을 설정횟수(N2TH) 이상 반복하면 제1 산소센서(410)와 제2 산소센서(420)가 바뀌어 장착된 것으로 판단하고 최종적으로 경고부(460)를 통해 산소센서 에러(Error)상태를 경고하게 된다.
도 6은 제1 산소센서(410) 및 제2 산소센서(420)에 대한 오체결 감지의 경우를 도시한 것이다.
①은 정상 체결상태를 도시한 것이며, ②와 ③은 오체결 상태를 도시한 것이다.
②와 같은 오체결 상태는 0.5V를 횡절하는 경우가 거의 없이 완만하게 움직임을 알 수 있다. 0.5V 횡절횟수가 0이다.
③과 같은 오체결 상태는 연료 컷오프(Fuel Cut-Off) 등에 의해 공연비가 급격히 변하는 경우 제1 산소센서(410) 보다는 제2 산소센서(420)가 먼저 변하고 그 횡절시간(T_FR)도 일정시간 이하이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 제1 산소센서(410) 및 제2 산소센서(420)가 각각 장착된 배기 시스템에서 작업자의 실수나 와이어링 불량에 의해 각각의 산소센서가 바뀌어서 장착된 경우, 이를 감지하여 운전자에게 경고할 수 있는 제어장치 및 방법이다.
이를 위해서 각각의 산소센서 출력 신호를 산소센서 오체결 상태를 판단할 수 있는 기초 정보로 사용한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 산소센서 모니터링 제어장치 및 방법은 제1 산소센서 및 제2 산소센서가 장착되는 차량의 배기 시스템에서 작업자의 실수나 와이어링 불량에 의해 제1, 제2 산소센서가 바뀌어 장착된 경우 별도의 하드웨어 검사 없이 경고등을 통해 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 제1, 제2 산소센서의 장착 불량에 따라 공연비 제어 이상으로 배기가스가 증가되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 고객에게 차량이 전달되기 전에 문제점에 대한 사전 필터링 (Filtering)이 용이하여 완벽한 상품성 유지 및 환경 친화적 이미지를 제고할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 촉매장치가 구비되는 배기 시스템을 갖는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치에 있어서,
    상기 차량의 엔진과 상기 촉매장치의 사이에 장착되어 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 공연비 변화에 따라 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 제1 산소센서와;
    상기 촉매장치 후방에 장착되어 최종 배기가스의 공연비를 감지하여 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 제2 산소센서와;
    일정 시간동안 제1 산소센서가 0.5V를 횡절하는 횟수(NO2)를 카운팅 (Counting)하는 카운터부와;
    상기 제1 산소센서의 설정 임계 횡절값(NO2TH)을 저장하는 메모리부와;
    상기 카운팅된 제1 산소센서의 횡절 횟수(NO2)와 상기 메모리부에 저장된 설정 임계 횡절값(NO2TH)을 비교한 결과에 따라 제1 산소센서의 체결 상태를 경고하는 경고 제어신호를 출력하는 엔진 제어부와;
    상기 엔진 제어부로부터 공급되는 경고 제어신호의 입력에 따라 제1 산소센서의 체결 상태를 경고하는 경고부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엔진의 회전수를 검출하여 그에 대응되는 전기적인 신호를 출력하는 엔진 회전수 검출센서와;
    상기 엔진의 부하상태를 검출하여 그에 대응되는 전기적인 신호를 출력하는 엔진 부하 검출센서를 더 부가하여 구성하며,
    상기 엔진 제어부는 상기 제1 산소센서의 응답(Response) 및 주기가 일정한 운전 영역에서만 판단할 수 있도록 엔진 회전수(PRM) 및 엔진 부하(Load)에 따라 미리 모니터링 작동 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 엔진 제어부는 상기 카운팅된 제1 산소센서 횡절 횟수(NO2)가 설정된 임계 횡절값(NO2TH) 미만이면 상기 경고부로 제1 산소센서의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 엔진 제어부는 상기 제1 산소센서의 횡절 횟수(NO2)를 카운트하는 동작 횟수(N1)가 설정 횟수(N1TH) 이상 반복하면 상기 제1 산소센서의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 엔진 제어부는 상기 제2 산소센서가 0.5V를 횡절한 순간에서 제1 산소센서가 0.5V를 횡절하는데 걸리는 횡절시간(T_FR)이 설정된 임계횡절시간(T_FRTH) 이내이면 상기 제1 산소센서의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 엔진 제어부는 상기 제1 산소센서의 횡절시간(T_FR)을 카운트하는 동작 횟수(N2)가 설정 횟수(N2TH) 이상 반복하면 상기 제1 산소센서의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 모니터링 제어장치.
  7. 배기 시스템의 촉매장치 전후로 장착되는 제1, 제2 산소센서, 엔진 회전수 검출센서, 엔진 부하 검출센서, 엔진 제어부, 메모리부, 카운터부, 경고부를 갖는 차량의 산소센서 모니터링 제어방법에 있어서,
    상기 엔진 회전수 검출센서와 엔진 부하 검출센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 엔진 회전수(PRM) 및 엔진 부하(Load)에 따라 엔진 운전 영역이 설정된 모니터링 작동 영역인가를 검출하는 단계와;
    상기 검출된 엔진 운전 영역이 설정된 모니터링 작동 영역이면, 일정 시간 동안 발생하는 제1 산소센서의 횡절 횟수(NO2)를 카운팅하는 단계와;
    상기 카운팅된 제1 산소센서 횡절 횟수(NO2)와 설정된 임계 횡절값(NO2TH)을 비교하는 단계와;
    상기 비교된 제1 산소센서 횡절 횟수(NO2)와 설정된 임계 횡절값(NO2TH)에따라 상기 제1 산소센서의 체결 상태를 경고하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 모니터링 제어방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 카운팅된 제1 산소센서 횡절 횟수(NO2)가 설정된 임계 횡절값(NO2TH) 미만이면 상기 경고부로 제1 산소센서의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 모니터링 제어방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 카운팅된 제1 산소센서 횡절 횟수(NO2)가 설정된 임계 횡절값(NO2TH) 미만이면 상기 제1 산소센서의 횡절 횟수(NO2)를 카운트하는 동작 횟수(N1)와 설정 횟수(N1TH)를 비교하는 단계와;
    상기 제1 산소센서의 횡절 횟수(NO2)를 카운트하는 동작 횟수(N1)가 설정 횟수(N1TH)이상 반복하면 상기 제2 산소센서가 0.5V를 횡절한 순간에서 제1 산소센서가 0.5V를 횡절하는데 걸리는 횡절시간(T_FR)을 계산하는 단계와;
    상기 계산된 횡절시간(T_FR)과 설정된 임계 횡절시간(T_FRTH)을 비교하는 단계와;
    상기 비교된 횡절시간(T_FR)이 설정된 임계 횡절시간(T_FRTH) 이내이면 상기 경고부로 상기 제1 산소센서의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 모니터링 제어방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 비교된 횡절시간(T_FR)이 설정된 임계 횡절시간 (T_FRTH) 이내이면 상기 제1 산소센서의 횡절시간(T_FR)을 카운트하는 동작 횟수 (N2)와 설정 횟수(N2TH)를 비교하는 단계와;
    상기 제1 산소센서의 횡절시간(T_FR)을 카운트하는 동작 횟수(N2)가 설정 횟수(N2TH) 이상 반복하면 상기 제1 산소센서의 오체결 상태를 경고하는 오체결 경고 제어신호를 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 모니터링 제어방법.
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