KR100427931B1 - 산소 센서의 부적합 판정 장치 및 그에 따른 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산소 센서의 판정을 정확하게 수행되도록 하므로서 적시의 부품 교체에 따른 배출가스 성분이나 연비의 악화를 방지하고, 엔진의 최적 제어가 이루어질 수 있도록 하는 산소 센서의 부적합 판정 장치 및 그에 따른 방법에 대한 것으로서, 이를 위한 수단으로 본 발명은 배기가스 중의 산소량을 측정하여 공기와 연료의 비율을 간접적으로 측정할 수 있도록 장착하는 산소 센서에 있어서,
상기 산소 센서(1)로부터 직렬로 연결되는 제 1 스위치(4)와;
상기 제 1 스위치(4)와 직렬로 연결되는 저항(6)과;
상기 제 1 스위치(4)와 저항(4)에 병렬로 연결되는 제 2 스위치(5)와;
병렬로 연결된 신호선(2)으로부터 출력되는 신호를 검출하는 전류계(7)와;
상기 전류계(7)로부터의 신호에 의해 상기 제 1, 2 스위치(4)(5)를 선택적으로 작동제어하는 전자 제어 장치(3)와;
로서 이루어지는 구성이 특징이다.

Description

산소 센서의 부적합 판정 장치 및 그에 따른 방법
본 발명은 출력되는 전류량에 따라 부적합 여부를 판정할 수 있도록 하는 산소 센서의 부적합 판정 장치 및 그에 따른 방법에 대한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 산소 센서는 배기가스 중의 산소량을 측정하여 공기와 연료의 비율을 간접적으로 측정할 수 있도록 하는 것으로서 이때의 공연비가 도 2 에서 보는바와 같이 이론 공연비에 대하여 농후상태인지 희박상태인지를 검출하여 삼원 촉매에서 가장 좋은 정화 특성을 발휘할 수 있도록 공연비가 제어되도록 하는 것이다.
이론 공연비 부근에서 산소 센서의 특성은 출력 전압이 급하게 변화하여 농후한 혼합비에서 기전력이 높고, 희박한 혼합비에서는 기전력이 낮아지게 된다.
이러한 특성에 따라 이론 공연비 부근에서 출력전압이 급하게 변화되는 것을 이용하여 전자 제어 장치(ELECTRONIC CONTROL UNIT, 이하 ECU로 약칭함)에서 연료 분사량을 제어 공연비가 이론 공연비 영역에 근접되도록 하여 배출가스의 정화는 물론 연비나 운전성등 기관의 성능이 최상의 상태가 되도록 하는 것이다.
하지만 기관이 점화계통, 연료계통, 흡기계통등에서 모두 정상상태인 경우에도 산소 센서가 비정상상태이면 아이들 중 심한 진동이나 엔진 회전이 고르지 못하게 되는 외에 배출가스의 성분이나 연비등이 악화되도 운전중에는 크게 지장을 느끼지 못하기 때문에 점검이 이루어지지 않게 되는 것이 현실이다.
따라서 대개는 상기와 같은 비정상적인 증상들이 나타나게 될 때 이를 민감하게 체크하여 가까운 정비업소에서 산소 센서를 점검하고, 부적합시에는 이를 교체해야만 한다.
그러나 대개는 이러한 증상들을 포착하기가 대단히 어려우므로 엔진 구동에 큰 문제가 발생하기 전까지는 비정상적인 구동상태를 장시간 방치하게 되므로서 배기가스를 다량으로 발생시키면서 전체적인 엔진 제어 계통에 치명적인 손상을 입히게 되는 문제가 있다.
이에 상기한 문제점을 개선시키기 위하여 본 발명은 산소 센서에 저항을 직렬로 연결하여 조정된 산소 센서의 출력과 현재 작동중인 산소 센서의 출력값을 비교하여 산소 센서의 부적합을 판정토록 하는 산소 센서의 비정상 판정 장치 및 그에 따른 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 정확한 산소 센서의 부적합 판정에 따라 적시에 부품 교체가 이루어지도록 하므로서 배기 저감과 공연비 제어가 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성시키기 위한 수단으로 본 발명은
배기가스 중의 산소량을 측정하여 공기와 연료의 비율을 간접적으로 측정할 수 있도록 장착하는 산소 센서에 있어서,
상기 산소 센서로부터 직렬로 연결되는 제 1 스위치와;
상기 제 1 스위치와 직렬로 연결되는 저항과;
상기 제 1 스위치와 저항에 병렬로 연결되는 제 2 스위치와;
병렬로 연결된 신호선으로부터 출력되는 신호를 검출하는 전류계와;
상기 전류계로부터의 신호에 의해 상기 제 1, 2 스위치를 선택적으로 작동제어 하는 전자 제어 장치로서 이루어지는 구성이 특징이다.
또한 상기와 같은 구성에 따라 제 1 스위치는 온상태이고, 제 2 스위치는 오프상태에서 엔진이 무부하시 엔진 회전수가 2000RPM이 되면 상기 제 1 스위치와 제 2 스위치가 전자 제어 장치에 의해서 번갈아 접속되면서 이때 출력되는 전류계에서의 계측값이 0~0.7㎂에서 전류가 변동이 되면 정상으로 판정하고, 계측값이 0~0.3㎂로서 낮은 값에서 전류가 변동이 되면 비정상으로 판정을 하도록 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 개략적인 작동 구조도
도 2 는 산소 센서에서의 공연비와 기전력간 비교선도
※도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 산소 센서
3 : 전자 제어 장치(ELECTRONIC CONTROL UNIT)
4 : 제 1 스위치
5 : 제 2 스위치
6 : 저항
이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 작동 회로도로서, 도면 부호 1 은 산소 센서이다.
산소 센서(1)로부터 인출되는 신호선(2)에는 ECU(3)에 의해서 작동이 제어되는 제 1 스위치(4)와 제 2 스위치(5)가 병렬로 연결되도록 하되 상기 제 1 스위치(4)에는 직렬로 저항(6)을 연결시키고, 상기와 같은 병렬 회로는 전류계(7)와 연결되도록 하며, 상기 전류계(7)로부터의 출력 신호는 ECU(3)에서 체크하게 된다.
한편 상기 제 1 스위치(4)측에 직렬로 연결되는 저항(6)은 비정상 산소 센서의 출력값인 0.5V 근방으로 출력 전압이 형성될 수 있도록 하기 위해 250~300㏀의 저항을 사용한다.
이상과 같은 구성에 의해 평상시 제 1 스위치(4)는 온(ON)상태로, 제 2 스위치(5)는 오프(OFF)상태로 유지한다.
이같은 상태에서 엔진이 무부하시 엔진 회전수가 2000RPM이 되면 상기 ECU(3)에서는 제 1 스위치(4)와 제 2 스위치(5)를 번갈아 접속되도록 하면서 이때 제 1 스위치(4)와 저항(6)을 통해 출력되는 값과 제 2 스위치(5)를 통해 출력되는 값을 전류계에서 비교하여 계측값이 0~0.7㎂에서 전류가 변동되면 적합으로 판정하고, 계측값이 0~0.3㎂로서 낮은 값에서 전류변동이 되면 부적합으로 판정을 한다.
이러한 판정에 따른 비정상 산소 센서의 출력 신호는 정상인 산소 센서에 비해 출력 전압이 전반적으로 낮아 0.1V에서 농후와 희박의 상하 움직임이 극단적으로 작게 나타난다.
한편 상기와 같이 ECU(3)에서의 부적합 판정이 난 결과는 디스플레이시키거나 별도의 경고수단에 의해서 운전자에게 알려주도록 한다.
그러므로 본 발명에 따라 비정상 산소 센서의 판정을 정확하게 수행되도록 하므로서 적시에 부품 교체를 할 수 있도록 하여 배출가스 성분이나 연비의 악화를 방지하고, 엔진의 최적 제어가 이루어질 수 있도록 하는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (4)

  1. 배기가스 중의 산소량을 측정하여 공기와 연료의 비율을 간접적으로 측정할 수 있도록 장착하는 산소 센서에 있어서,
    상기 산소 센서(1)로부터 직렬로 연결되는 제 1 스위치(4)와;
    상기 제 1 스위치(4)와 직렬로 연결되는 저항(6)과;
    상기 제 1 스위치(4)와 저항(4)에 병렬로 연결되는 제 2 스위치(5)와;
    병렬로 연결된 신호선(2)으로부터 출력되는 신호를 검출하는 전류계(7)와;
    상기 전류계(7)로부터의 신호에 의해 상기 제 1, 2 스위치(4)(5)를 선택적으로 작동제어하는 전자 제어 장치(3)와;
    로서 이루어지는 구성을 특징으로 하는 산소 센서의 부적합 판정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항(6)은 비정상 산소 센서에서의 출력 전압값인 0.5V 근방에서 출력 전압이 형성되도록 250~300㏀의 저항값을 갖도록 함을 특징으로 하는 산소 센서의 부적합 판정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 제어 장치(3)에서의 부적합 판정 결과는 운전석에의 경고수단에 의해서 알 수 있도록 함을 특징으로 하는 산소 센서의 부적합 판정 장치.
  4. 제 1 스위치(4)는 온상태이고, 제 2 스위치(5)는 오프상태에서 엔진이 무부하시 엔진 회전수가 2000RPM이 되면 상기 제 1 스위치(4)와 제 2 스위치(5)가 전자 제어 장치(3)에 의해서 번갈아 접속되면서 이때 출력되는 전류계(7)에서의 계측값이 0~0.7㎂에서 전류가 변동이 되면 정상으로 판정하고, 계측값이 0~0.3㎂로서 낮은 값에서 전류가 변동이 되면 비정상으로 판정을 하도록 하는 것을 특징으로 하는 산소 센서의 부적합 판정 방법.
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