KR100802951B1 - Oxygen sensor control method for vehicle - Google Patents

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Abstract

An oxygen sensor control method for a vehicle is provided to control fuel-air ratio and stabilize emission of exhaust gas by compensating the temperature of a heater when carbon is accumulated in an oxygen sensor. An oxygen sensor control method for a vehicle includes a step(S107) of monitoring a signal output from an oxygen sensor to judge whether the amplitude and period fall within a threshold range when heating of the oxygen sensor starts, a step(S108) of counting the frequency when the signal output from the oxygen sensor falls within the threshold range, and a step(S109,S110) of judging as a failure of heating of the oxygen sensor caused due to the accumulation of carbon if the counted frequency exceeds a reference frequency, and increasing the volume of heating current of the oxygen sensor by 10 percents in each stage.

Description

차량의 산소센서 제어방법{OXYGEN SENSOR CONTROL METHOD FOR VEHICLE}OXYGEN SENSOR CONTROL METHOD FOR VEHICLE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 산소센서 제어장치의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of an oxygen sensor control apparatus for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량에서 산소센서 제어에 대한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating control of an oxygen sensor in a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 엔진 회전수 검출부 20 : 산소센서10: engine speed detection unit 20: oxygen sensor

30 : 제어부 40 : 히터30 control unit 40 heater

본 발명은 차량의 산소센서 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 히터의 가열을 통해 산소센서의 활성화를 제어하는 과정에서 출력 신호를 모니터링하여 히터에 공급되는 전압을 보상함으로써, 산소센서가 최적의 활성화 조건으로 유지되도록 하는 차량의 산소센서 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling an oxygen sensor of a vehicle, and more particularly, by compensating a voltage supplied to a heater by monitoring an output signal in a process of controlling activation of an oxygen sensor through heating of a heater, an oxygen sensor is optimized. The present invention relates to a control method of an oxygen sensor of a vehicle to be maintained under an activation condition.

통상적으로 차량에 장착되는 산소센서는 배기 매니폴더의 소정 위치에 장착 되어 배기가스에 포함된 산소량의 희박 및 농후에 대한 정보를 검출하여 엔진 제어수단에 피드백 정보로 제공한다.Typically, the oxygen sensor mounted on the vehicle is mounted at a predetermined position of the exhaust manifold to detect information on the leanness and richness of the amount of oxygen contained in the exhaust gas and provide the feedback information to the engine control means.

따라서, 엔진 제어수단은 산소센서의 정보로부터 공연비의 희박 및 농후를 판정하여 이론 공연비의 연소가 되도록 제어한다.Therefore, the engine control means determines the leanness and richness of the air-fuel ratio from the information of the oxygen sensor, and controls the combustion of the theoretical air-fuel ratio.

상기한 산소센서는 촉매장치를 사이에 두고, 촉매장치의 선단에 설치되는 제1산소센서와 촉매장치의 후단에 설치되는 제2산소센서로 이루어진다.The oxygen sensor includes a first oxygen sensor installed at the front end of the catalyst device and a second oxygen sensor installed at the rear end of the catalytic device with the catalytic device interposed therebetween.

상기 제1산소센서는 공연비의 희박 혹은 농후의 정보를 엔진 제어수단에 피드백 정보로 제공하고 제2산소센서는 촉매장치에서 정화된 다음 대기중으로 배출되는 배출가스에 포함된 산소의 농도를 검출하여 엔진 제어수단에 피드백 정보로 제공하여 에미션 제어가 이루어지도록 한다.The first oxygen sensor provides the lean or rich information of the air-fuel ratio as feedback information to the engine control means, and the second oxygen sensor detects the concentration of oxygen contained in the exhaust gas that is purified by the catalytic apparatus and then discharged into the atmosphere. The feedback information is provided to the control unit so that the emission control is performed.

상기한 제1산소센서(본원은 제1산소센서에 관련되는 기술이므로, 이하에서는, "산소센서" 라 통칭한다.)는 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도에 의해 가열됨과 동시에 산소센서 자체에 구비되어 있는 히터에 의해 가열되어 활성화된다.The first oxygen sensor (this is a technology related to the first oxygen sensor, hereinafter referred to as "oxygen sensor") is heated by the temperature of the exhaust gas discharged from the engine and is provided in the oxygen sensor itself. It is heated and activated by a heater.

산소센서를 가열하는 이유는 산소센서의 센싱부 요소의 재질은 700℃ 정도 되어야 활성화되어 감지율이 좋아지기 때문이다. The reason why the oxygen sensor is heated is because the material of the sensing element of the oxygen sensor is activated at about 700 ° C to improve the detection rate.

따라서, 산소센서의 가열이 정상적으로 이루어지지 않을 경우 공연비의 희박 혹은 농후를 정상적으로 검출하여 피드백 신호로 제공할 수 없어 이론 공연비의 연소가 제공되지 못하고, 이에 따라 에미션에 큰 영향을 미치게 된다.Therefore, when the oxygen sensor is not heated normally, the lean or rich air-fuel ratio cannot be detected normally and provided as a feedback signal, so that combustion of the theoretical air-fuel ratio is not provided, and thus has a great effect on the emission.

산소센서의 활성화를 위해 가열하는 방법으로는, 엔진이 시동 온되는 경우 산소센서 자체에 구비되어 있는 히터에 의해 가열이 진행되고, 엔진 시동 후 시간 의 경과에 따라 배출가스의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하게 되면 배출가스의 온도에 따라 설정되는 맵 값을 적용하여 히터에 의한 가열량을 조정한다.In the heating method for activating the oxygen sensor, when the engine is started, the heating is performed by a heater provided in the oxygen sensor itself, and the temperature of the exhaust gas is higher than a predetermined temperature as time passes after the engine is started. When it rises, the heating value by the heater is adjusted by applying a map value set according to the temperature of the exhaust gas.

따라서, 산소센소의 과열(Over Heating)을 방지하고 가장 최적의 온도가 유지될 수 있도록 한다.Therefore, it is possible to prevent overheating of oxygen senso and to maintain the most optimal temperature.

그러나, 상기한 방법을 적용하여 산소센서의 활성화를 제어함에 있어, 산소센서의 가열이 제대로 되지 않을 경우 산소센서의 기능 저하를 유발시키며, 그에 따라 배출가스에 포함된 산소량의 정보를 엔진 제어수단에 정상적으로 제공하지 못하여 이론 공연비의 제어가 이루어지지 못하는 문제점을 발생시킨다.However, in controlling the activation of the oxygen sensor by applying the above method, if the heating of the oxygen sensor is not properly caused, the function of the oxygen sensor is deteriorated, and thus the amount of oxygen contained in the exhaust gas is transmitted to the engine control means. It does not provide normally, causing the problem that the control of the theoretical air-fuel ratio is not achieved.

또한, 이론 공연비가 제어되지 못함에 따라 에미션에 악영향을 초래하게 되는 문제점을 발생시킨다.In addition, as the theoretical air-fuel ratio is not controlled, there arises a problem that adversely affects the emission.

차량을 일정 기간 주행하게 되면 산소센서에는 카본 등의 이물질이 퇴적하게 되는데, 이는 배출가스를 통한 가열에서 상당히 큰 방해 요소로 작용하여 활성화의 저하를 야기시키는 문제점을 발생시킨다. When the vehicle is driven for a certain period of time, foreign substances such as carbon are deposited on the oxygen sensor, which acts as a significant obstacle in heating through the exhaust gas, causing a problem of deactivation.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 히터의 가열을 통해 산소센서의 활성화를 제어하는 과정에서 출력되는 신호를 모니터링하여 히터에 공급되는 제어 전압을 보상함으로써, 산소센서가 최적의 활성화 조건으로 유지되도록 한 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object is to monitor the output signal in the process of controlling the activation of the oxygen sensor through the heating of the heater by compensating the control voltage supplied to the heater, oxygen sensor Is maintained at the optimum activation condition.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 엔진이 시동 온 되면 히터를 가열하여 산소센서의 활성화를 유도하고, 배출가스의 온도가 설정된 온도 이상으로 상승되면 맵 값을 적용하여 산소센서를 가열하는 차량의 산소센서 제어방법에 있어서,
상기 맵 값을 적용한 산소센서의 가열이 진행되면 산소센서의 출력 신호를 모니터링하여 진폭과 주기가 설정된 최소 및 최대의 임계값 범위에 포함되는지 판단하는 과정; 상기 산소센서의 출력 신호가 설정된 임계값 범위에 포함되면 그 횟수를 적산하는 과정; 상기 적산 횟수가 기준 횟수를 초과하면 상기 산소센서의 가열 전류량을 증가시켜 보상하는 과정을 포함한다.
The present invention for realizing the above object is to heat the heater when the engine is started to induce the activation of the oxygen sensor, the vehicle heating the oxygen sensor by applying a map value when the temperature of the exhaust gas rises above the set temperature In the oxygen sensor control method of,
Monitoring the output signal of the oxygen sensor when the heating of the oxygen sensor to which the map value is applied is performed to determine whether an amplitude and a period are included in a predetermined minimum and maximum threshold range; Integrating the number of times when the output signal of the oxygen sensor is included in a set threshold range; Compensating by increasing the amount of heating current of the oxygen sensor if the number of times of integration exceeds a reference number of times.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. However, the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 산소센서 제어장치의 개락적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an oxygen sensor control apparatus for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 엔진 회전수 검출부(10)와 산소센서(20), 제어부(30) 및 히터(40)를 포함한다.As shown, an embodiment of the present invention includes an engine speed detector 10, an oxygen sensor 20, a controller 30, and a heater 40.

엔진 회전수 검출부(10)는 크랭크 샤프트 위치센서 혹은 캠 샤프트 위치 센서로 이루어지며, 크랭크 샤프트 혹은 캠 샤프트의 위치 변화로부터 엔진의 회전수를 검출하여 제어부(30)에 제공하며, 제어부(30)가 엔진 시동 온 상태인지를 판단할 수 있도록 한다.The engine speed detection unit 10 includes a crankshaft position sensor or a camshaft position sensor. The engine speed detection unit 10 detects the engine speed from the position change of the crankshaft or the camshaft and provides the control unit 30 to the controller 30. Allows you to determine if the engine is on.

산소센서(20)는 배기 매니폴더의 소정 위치에 장착되고 촉매장치의 선단에 장착되는 산소센서로, 배출가스 및 히터(40)에 의한 가열로 활성화되어 배출가스에 포함되어 있는 산소의 농도를 검출하여 공연비의 희박 혹은 농후에 대한 정보를 제어부(30)에 제공한다.The oxygen sensor 20 is an oxygen sensor mounted at a predetermined position of the exhaust manifold and mounted at the tip of the catalytic device. The oxygen sensor 20 is activated by heating by the exhaust gas and the heater 40 to detect the concentration of oxygen contained in the exhaust gas. By providing information on the lean or rich in the air-fuel ratio to the control unit 30.

제어부(30)는 엔진 시동 온에 따라 산소센서(20)의 활성화를 제어함에 있어, 배출가스의 온도가 설정온도에 도달되어 히터(40)에 의한 가열량이 배출가스의 온도에 따라 설정된 맵값의 적용을 받는 경우 산소센서(20)에서 출력되는 신호의 진폭과 주기를 모니터링하여 설정된 임계값과 비교하며, 산소센서(20)에서 출력되는 신호가 임계값 내에 포함되는 경우 카운터 적산하고, 그 횟수가 설정된 기준횟수를 초과하는 경우 히터(40)에 의한 가열량을 보상한다.The controller 30 controls the activation of the oxygen sensor 20 according to the engine start-up, so that the temperature of the exhaust gas reaches a set temperature so that the amount of heating by the heater 40 is applied according to the temperature of the exhaust gas. In case of receiving the signal, the amplitude and period of the signal output from the oxygen sensor 20 are monitored and compared with the set threshold value. When the signal output from the oxygen sensor 20 is included in the threshold value, the counter is integrated and the number of times is set. When the reference number is exceeded, the heating amount by the heater 40 is compensated.

히터(40)는 산소센서(20)에 장착되어 활성화를 촉진시켜주는 히터로, 제어부(30)의 제어신호에 따라 발열량이 조정된다.The heater 40 is a heater mounted on the oxygen sensor 20 to promote activation, and the amount of heat generated is adjusted according to the control signal of the controller 30.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에서 산소센서의 활성화를 제어하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of controlling the activation of the oxygen sensor in the present invention including the function as described above will be described with reference to FIG.

제어부(30)는 엔진 회전수 검출부(10)로부터 검출되는 현재의 엔진 회전수 정보를 분석하여 엔진이 시동 온 되었는지를 판단한다(S101).The control unit 30 analyzes the current engine speed information detected by the engine speed detection unit 10 to determine whether the engine is started (S101).

상기 S101의 판단에서 엔진이 시동 온 되었으면 이전까지 학습된 히터(40)의 가열 제어값을 초기화한 다음 히터(40)의 가열을 통해 산소센서(20)의 활성화를 진행한다(S102).If the engine is started in the determination of S101, the heating control value of the heater 40 learned before is initialized, and then the oxygen sensor 20 is activated by heating the heater 40 (S102).

이후, 배출가스의 온도 변화를 검출하여(S103) 배출가스의 온도에 따라 설정된 맵 값을 적용한 가열 제어조건을 만족하는지 판단한다(S104).Thereafter, the temperature change of the exhaust gas is detected (S103), and it is determined whether the heating control condition to which the map value is set according to the temperature of the exhaust gas is satisfied (S104).

상기 S104에서 맵값을 적용한 가열 제어조건을 만족하면 배출가스의 온도에 따라 맵 값을 적용하여 히터(40)의 가열량을 제어한다(S105).When the heating control condition to which the map value is applied in step S104 is satisfied, the heating amount of the heater 40 is controlled by applying the map value according to the temperature of the exhaust gas (S105).

상기와 같이 배출가스의 온도에 따라 맵 값을 적용하여 히터(40)의 가열량을 제어하는 상태에서 제어부(30)는 산소센서(20)에서 출력되는 신호의 진폭과 주기를 모니터링하여 최대 및 최소값으로 설정된 임계값과 비교한다(S106).In the state of controlling the heating amount of the heater 40 by applying a map value according to the temperature of the exhaust gas as described above, the control unit 30 monitors the amplitude and period of the signal output from the oxygen sensor 20 to the maximum and minimum values. It compares with the threshold set to (S106).

상기 S106의 비교 결과 배출가스의 온도에 따라 맵 값을 적용하여 히터(40)의 가열량을 제어하고 있으나, 산소센서(20)에서 출력되는 신호의 진폭과 주기가 설정된 최소 및 최대 임계값의 범위에 포함되는지를 판단한다(S107).As a result of the comparison of S106, the heating amount of the heater 40 is controlled by applying a map value according to the temperature of the exhaust gas, but the range of the minimum and maximum threshold values in which the amplitude and the period of the signal output from the oxygen sensor 20 are set. It is determined whether or not included in (S107).

상기 S107에서 산소센서(20)에서 출력되는 신호의 진폭과 주기가 설정된 최 소 및 최대 임계값의 범위에 포함되는 상태이면 산소센서(20)는 카본 등의 이물질이 퇴적되어 히터(40)에 의한 가열로는 정상적인 활성화에 도달되지 않는 것으로 판단한다.If the amplitude and the period of the signal output from the oxygen sensor 20 in the state S107 is included in the range of the set minimum and maximum threshold value, the oxygen sensor 20 is deposited by foreign matter such as carbon and the heater 40 The furnace is judged not to reach normal activation.

따라서, 산소센서(20)의 출력 신호가 설정된 최소 및 최대 임계값의 범위에 포함되는 횟수를 카운터 적산하여(S108) 설정된 횟수, 예를 들어 5회 이상 적산되었는지를 판단한다(S109).Accordingly, by counting the number of times that the output signal of the oxygen sensor 20 is included in the range of the set minimum and maximum threshold values (S108), it is determined whether the set number is accumulated, for example, five or more times (S109).

상기 S109의 판단에서 설정된 횟수 이상 적산되지 않았으면, 상기 S108의 과정으로 리턴되고 설정된 횟수 이상 적산되었으면 제어부(30)는 히터(40)에 공급되는 전류량을 설정된 일정값, 예를 들어 10% 정도 더 공급하여 히터(40)의 발열량이 높게 되도록 보상한다(S110).If it is not accumulated more than the set number of times in the determination of S109, if it is returned to the process of S108 and accumulated more than the set number of times, the controller 30 further increases the amount of current supplied to the heater 40 by a predetermined value, for example, about 10%. The supply is compensated so that the amount of heat generated by the heater 40 becomes high (S110).

따라서, 산소센서(20)는 정상적인 활성화의 온도로 안정되게 가열되며, 이에 따라 안정된 공연비의 제어가 수행되어 에미션의 안정화를 제공하게 된다(S111).Thus, the oxygen sensor 20 is stably heated to the temperature of normal activation, thereby controlling the stable air-fuel ratio to provide stabilization of the emission (S111).

상기 히터(40)의 발열량 보상은 순차적으로 설정된 일정량, 예를 들어 10%씩 증가시키는 방법을 적용하며, 산소센서(20)의 보호를 위해 최대값에 제한을 설정하고, 엔진의 시동 오프가 검출되면 상기 적용된 보상값은 초기화된다.The calorific value compensation of the heater 40 is applied to increase a predetermined amount, for example, by 10% sequentially, set a limit to the maximum value for the protection of the oxygen sensor 20, the start-off of the engine is detected The applied compensation value is initialized.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하므로 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 역시 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and various modifications and equivalent embodiments thereof are possible to those skilled in the art, and are defined in the following claims. Various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concepts of the present invention are also within the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 차량의 내구 진행에 따라 산소센서에 카본 등의 이물질이 퇴적되어 정상적인 활성화에 도달되지 못하는 경우 히터의 가열 온도를 보상 제어함으로써, 산소센서의 활성화를 안정되게 유지시켜 공연비 제어를 제공하고 배출가스 에미션의 안정화를 제공한다.As described above, the present invention compensates the heating temperature of the heater when foreign matter such as carbon is deposited on the oxygen sensor as the vehicle's endurance progresses and reaches its normal activation, thereby maintaining the activation of the oxygen sensor in a stable air-fuel ratio. Provide control and stabilization of the emission emissions.

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Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 엔진이 시동 온되면 히터를 가열하여 산소센서의 활성화를 유도하고, 배출가스의 온도가 설정된 온도 이상으로 상승되면 맵 값을 적용하여 산소센서를 가열하는 차량의 산소센서 제어방법에 있어서,In the method of controlling the oxygen sensor of a vehicle for heating the oxygen sensor by heating the heater to induce the activation of the oxygen sensor when the engine is started, and applying the map value when the temperature of the exhaust gas rises above the set temperature, 상기 맵 값을 적용한 산소센서의 가열이 진행되면 산소센서의 출력 신호를 모니터링하여 진폭과 주기가 설정된 최소 및 최대의 임계값 범위에 포함되는지 판단하는 과정;Monitoring the output signal of the oxygen sensor when the heating of the oxygen sensor to which the map value is applied is performed to determine whether an amplitude and a period are included in a predetermined minimum and maximum threshold range; 상기 산소센서의 출력 신호가 설정된 임계값 범위에 포함되면 그 횟수를 적산하는 과정;Integrating the number of times when the output signal of the oxygen sensor is included in a set threshold range; 상기 적산 횟수가 기준 횟수를 초과하면 이물질 퇴적에 의한 산소센서의 가열 불량으로 판단하여 산소센서의 가열 전류량을 단계적으로 10%씩 증가시켜 보상하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 제어방법.If the integration number exceeds the reference number of times, the oxygen sensor control method comprising the step of increasing the amount of heating current of the oxygen sensor by 10% step by step to determine the heating failure of the oxygen sensor due to foreign matter deposition . 삭제delete 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 가열 전류량의 보상은 최대 제한값을 설정하여 히터의 과열 소손이 방발생되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 산소센서 제어방법.Compensation of the amount of heating current is the oxygen sensor control method of the vehicle, characterized in that by setting the maximum limit value so that overheating burnout of the heater does not occur. 삭제delete
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