KR101294506B1 - Judging method of break down for rear oxygen sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배기가스의 산소 분압비가 린 상태에서 리치 상태로 변하는 시간을 측정하여 후방 산소센서의 고장을 판정하는 후방 산소센서의 고장 판단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a failure determination method of a rear oxygen sensor that determines the failure of the rear oxygen sensor by measuring the time when the oxygen partial pressure ratio of the exhaust gas changes from a lean state to a rich state.
산소센서, 산소 분압비, Fuel Cut, 리치 상태, 린 상태 Oxygen sensor, oxygen partial pressure ratio, fuel cut, rich state, lean state
Description
본 발명은 후방 산소센서의 고장 판단 방법에 관한 것으로 특히, 배기가스의 산소 분압비가 린 상태에서 리치 상태로 변하는 시간을 측정하여 후방 산소센서의 고장을 판정하는 후방 산소센서의 고장 판단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a failure determination method of the rear oxygen sensor, and more particularly, to a failure determination method of the rear oxygen sensor for determining the failure of the rear oxygen sensor by measuring the time when the oxygen partial pressure ratio of the exhaust gas changes from a lean state to a rich state. .
산소센서는 연소 후 생성된 배기가스의 산소 분압비를 이용하여 연료와 공기의 혼합비를 판단하여 엔진이 이상적인 연료와 공기의 혼합비로 제어되도록 한다.The oxygen sensor determines the mixing ratio of fuel and air using the oxygen partial pressure ratio of the exhaust gas generated after combustion, so that the engine is controlled to the ideal mixing ratio of fuel and air.
배기가스의 산소 분압비를 이용한 연료와 공기의 혼합비의 판단은 매연 여과 장치의 전방에 장착하는 전방 산소센서만으로 가능하나, 유해가스 저감을 위한 매연 여과 장치의 모니터링은 매연 여과 장치의 후단에 장착된 후방 산소센서를 필요로 한다.Determination of the fuel / air mixture ratio using the oxygen partial pressure ratio of the exhaust gas is possible only by the front oxygen sensor installed in front of the soot filtration device, but the monitoring of the soot filtration device for reducing harmful gas is installed at the rear end of the soot filtration device. A rear oxygen sensor is required.
현재, 우리나라에서는 엑셀 페달에서 발을 떼어 관성에 의해 차량이 주행되는 때에 연료 분사를 중지한 상태(이하, Fuel Cut)에서 배기가스의 산소 분압비가 리치(Rich)상태에서 린(Lean) 상태로 변하는지만을 점검하여 후방 산소센서의 고장을 판정하고 있다. 하지만, 북미에서는 후방 산소센서의 고장을 배기가스의 산소 분압비가 린 상태에서 리치 상태로 변하는 시간을 측정하여 이를 이용하여 후방 산소센서의 고장을 판정할 것을 요구하고 있다. At present, the oxygen partial pressure ratio of exhaust gas is changed from rich state to lean state when fuel injection is stopped when the vehicle is driven by inertia with foot off the accelerator pedal. However, the rear oxygen sensor has been checked to determine the failure. However, in North America, the failure of the rear oxygen sensor is required to determine the failure of the rear oxygen sensor by measuring the time when the oxygen partial pressure ratio of the exhaust gas changes from a lean state to a rich state.
따라서, 본 발명의 목적은 배기가스의 산소 분압비가 린 상태에서 리치 상태로 변하는 시간을 측정하여 후방 산소센서의 고장을 판정하는 후방 산소센서의 고장 판단 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a failure determination method of a rear oxygen sensor that determines a failure of a rear oxygen sensor by measuring a time at which the oxygen partial pressure ratio of the exhaust gas changes from a lean state to a rich state.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 현재 차량이 퓨얼 컷 상태인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계를 만족하면, 일정시간마다 상기 후방 산소센서의 누적 산소 로딩량을 계산하는 제2 단계와; 전방 산소센서의 산소저장량이 초과하는가를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계를 만족하지 않으면 퓨얼 컷 상태가 종료되고 퓨얼 컷-인 상태인가를 판단하는 제4 단계와; 상기 제4 단계를 만족하면, 일정시간마다 상기 후방 산소센서에서 사라지는 누적 산소량을 계산하는 제5 단계와; 상기 제1 내지 제5 단계의 실행 도중 상기 후방 산소센서의 전압이 0.1V 이하에서 상기 후방 산소센서의 전압이 0.6V 이상이 되었는가를 판단하는 제6 단계와; 상기 제6 단계를 만족하면, 상기 후방 산소센서의 전압이 0.1V 이하에서 0.6V 까지의 도달시간을 읽어드리는 제7 단계와; 상기 도달시간과 기준 도달시간을 비교하여, 상기 도달시간이 상기 기준 도달시간을 초과하면 상기 후방 산소센서를 고장 판정하는 제8 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the failure determination method of the rear oxygen sensor according to an embodiment of the present invention comprises a first step of determining whether the current vehicle is a fuel cut state; A second step of calculating a cumulative oxygen loading amount of the rear oxygen sensor every predetermined time when the first step is satisfied; A third step of determining whether the oxygen storage amount of the front oxygen sensor is exceeded; A fourth step of determining whether a fuel cut state is terminated and a fuel cut-in state if the third step is not satisfied; A fifth step of calculating a cumulative amount of oxygen disappearing from the rear oxygen sensor every predetermined time when the fourth step is satisfied; A sixth step of determining whether the voltage of the rear oxygen sensor becomes 0.6 V or more while the voltage of the rear oxygen sensor is 0.1 V or less during the execution of the first to fifth steps; A seventh step of reading the arrival time of the voltage of the rear oxygen sensor from 0.1 V or less to 0.6 V if the sixth step is satisfied; And comparing the arrival time with the reference arrival time, and determining an error of the rear oxygen sensor when the arrival time exceeds the reference arrival time.
상기 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 상기 도달시간과 기준 도달시간을 비교하여, 상기 도달시간이 상기 기준 도달시간을 초과하지 않으면 상기 후방 산소센서를 정상 판정하는 단계를 더 포함하다.The failure determining method of the rear oxygen sensor may further include determining the rear oxygen sensor if the arrival time does not exceed the reference arrival time by comparing the arrival time with the reference arrival time.
상기 제7 단계는, 상기 도달시간을 읽어드림과 아울러, 그 때의 차속 및 엔진rpm을 함께 읽어드린다.In the seventh step, the arrival time is read and the vehicle speed and engine rpm are read at the same time.
상기 기준 도달시간은 상기 도달시간과 함께 읽어드린 차속 및 엔진rpm에 따른 기준 도달시간이다.The reference arrival time is a reference arrival time according to the vehicle speed and engine rpm read together with the arrival time.
상기 후방 산소센서의 전압이 0.6V를 초과하고 0.66V 미만이면 상기 후방 산소센서는 리치 상태이고, 상기 후방 산소센서의 전압이 0.1V 이하이면 상기 후방 산소센서는 린 상태이다.When the voltage of the rear oxygen sensor exceeds 0.6V and less than 0.66V, the rear oxygen sensor is in a rich state, and when the voltage of the rear oxygen sensor is 0.1V or less, the rear oxygen sensor is in a lean state.
상기 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 냉각수온이 80℃ 초과, 차속이 30km/h 초과 120km/h 미만, 엔진rpm이 1500rpm 초과 3000rpm 미만, 및 매연 여과 장치의 전방측 온도가 400℃를 초과하고, 차속의 변화가 ±5km/h를 초과하지 않고, 엔진rpm의 변화가 ±100rpm을 초과하지 않는 상태로 20초 이상 차량을 주행시키고, 상기 후방 산소센서의 전압이 0.64를 초과하고 0.66V 미만이면, 상기 제1 내지 제8 단계를 실행한다.The failure determination method of the rear oxygen sensor is the cooling water temperature is more than 80 ℃, the vehicle speed is more than 30km / h more than 120km / h, the engine rpm is more than 1500rpm less than 3000rpm, and the front temperature of the soot filtration device exceeds 400 ℃, When the vehicle is driven for 20 seconds or more with a change in vehicle speed not exceeding ± 5 km / h and a change in engine rpm not exceeding ± 100 rpm, and the voltage of the rear oxygen sensor exceeds 0.64 and is less than 0.66V, The first to eighth steps are executed.
본 발명의 실시 예에 따른 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 후방 산소센서의 누적 산소 로딩량 및 후방 산소센서에서 사라지는 누적 산소량에 따른 후방 산소센서의 전압과, 후방 산소센서의 전압이 0.1V 이하에서 0.6V 까지의 도달시간으 로 후방 산소센서의 고장을 판정할 수 있다.The failure determination method of the rear oxygen sensor according to an embodiment of the present invention is the voltage of the rear oxygen sensor according to the cumulative oxygen loading amount of the rear oxygen sensor and the amount of accumulated oxygen disappearing from the rear oxygen sensor, and the voltage of the rear oxygen sensor is 0.1V or less A failure time of the rear oxygen sensor can be determined with a time of up to 0.6V.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 후방 산소센서의 고장 판단 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a failure determination method of a rear oxygen sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 먼저, 냉각수온이 80℃ 초과, 차속이 30km/h 초과 120km/h 미만, 엔진rpm이 1500rpm 초과 3000rpm 미만, 및 매연 여과 장치의 전방측 온도가 400℃를 초과하도록 차량을 주행하고(S12), 차속의 변화가 ±5km/h를 초과하지 않고, 엔진rpm의 변화가 ±100rpm을 초과하지 않도록 차량을 정속 주행한다(S14). 상기 S12 단계와 같이 차량이 주행되면 차량은 Fuel Cut 상태로도 주행 가능하다. 이어서, 본 발명의 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 상기 S12 상태와 상기 S14 상태를 20초 이상 만족하고, 매연 여과 장치의 후방에 장착된 후방 산소센서의 전압이 0.64를 초과하고 0.66V 미만인가를 판단한다(S16). 후방 산소센서의 전압이 0.6V를 초과하면 후방 산소센서는 리치 상태이다. 1, the failure determination method of the rear oxygen sensor according to an embodiment of the present invention, the cooling water temperature is more than 80 ℃, vehicle speed is more than 30km / h less than 120km / h, engine rpm is more than 1500rpm less than 3000rpm, and Drive the vehicle so that the front temperature of the smoke filtration device exceeds 400 ° C (S12), and run the vehicle at a constant speed so that the change in the vehicle speed does not exceed ± 5 km / h and the change in the engine rpm does not exceed ± 100 rpm. (S14). When the vehicle is driven as in step S12, the vehicle may be driven even in a fuel cut state. Subsequently, the failure determination method of the rear oxygen sensor of the present invention satisfies the S12 state and the S14 state for 20 seconds or more, and checks whether the voltage of the rear oxygen sensor mounted on the rear of the particulate filter exceeds 0.64 and is less than 0.66V. It is determined (S16). If the voltage of the rear oxygen sensor exceeds 0.6V, the rear oxygen sensor is in a rich state.
본 발명의 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 상기 S16 단계를 만족하면, 현재 차량이 Fuel Cut 상태인가를 판단한다(S18). 상기 S18 단계의 판단 결과, 현재 차량이 Fuel Cut 상태이면, 하기 수학식 1을 이용하여 10ms마다 후방 산소센서의 누적 산소 로딩량을 계산한다(S20).In the failure determination method of the rear oxygen sensor of the present invention, if the step S16 is satisfied, it is determined whether the current vehicle is in the fuel cut state (S18). As a result of the determination in step S18, when the current vehicle is in the fuel cut state, the cumulative oxygen loading amount of the rear oxygen sensor is calculated every 10 ms using Equation 1 (S20).
여기서, 후방 산소센서의 산소 로딩량의 초기값은 0, dt는 샘플링 시간으로 10ms, 흡입 공기량은 엔진에 흡입되는 공기량(kg/h)이다.Here, the initial value of the oxygen loading amount of the rear oxygen sensor is 0, dt is the sampling time 10ms, the intake air amount is the amount of air (kg / h) sucked into the engine.
이때, 후방 산소센서의 누적 산소 로딩량이 계산되면, 후방 산소센서의 누적 산소 로딩량에 따른 후방 산소센서의 전압을 알 수 있다.At this time, when the cumulative oxygen loading amount of the rear oxygen sensor is calculated, the voltage of the rear oxygen sensor according to the cumulative oxygen loading amount of the rear oxygen sensor can be known.
상기 S12 내지 S20 과정 중 본 발명의 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 매연 여과 장치의 전방에 장착된 전방 산소센서의 산소저장량이 초과되면(S22), Fuel Cut 상태가 종료되고 엔진으로 다시 연료를 분사하기 시작하는 Fuel Cut-in 상태인가를 판단한다(S24).In the process of determining the failure of the rear oxygen sensor of the present invention in the process of S12 to S20 when the oxygen storage amount of the front oxygen sensor mounted in front of the soot filtration device is exceeded (S22), the fuel cut state is terminated and the fuel is injected again to the engine It is determined whether the fuel cut-in state to start (S24).
상기 S24 단계의 판단 결과, 현재 차량이 Fuel Cut-in 상태이면, 하기 수학식 2를 이용하여 10ms마다 후방 산소센서에서 사라지는 누적 산소량을 계산한다(S26).As a result of the determination in step S24, when the current vehicle is in the fuel cut-in state, the cumulative amount of oxygen disappearing from the rear oxygen sensor every 10 ms is calculated using
여기서, 후방 산소센서에서 없어지는 산소량의 초기값은 상기 S20 단계에서 계산한 후방 산소센서에 누적 산소 로딩량, dt는 샘플링 시간으로 10ms, 흡입 공기량은 엔진에 흡입되는 공기량(kg/h)이다.Here, the initial value of the amount of oxygen disappeared from the rear oxygen sensor is the cumulative oxygen loading amount in the rear oxygen sensor calculated in the step S20, dt is 10ms as the sampling time, the intake air amount is the amount of air (kg / h) sucked into the engine.
이때, 후방 산소센서에서 사라지는 누적 산소량이 계산되면, 후방 산소센서에서 사라지는 누적 산소량에 따른 후방 산소센서의 전압의 알 수 있다.At this time, if the cumulative oxygen amount disappeared from the rear oxygen sensor, it is possible to know the voltage of the rear oxygen sensor according to the accumulated oxygen amount disappeared from the rear oxygen sensor.
본 발명의 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 상기 S12 단계 내지 상기 S26 단계를 실행하는 도중 후방 산소센서의 산소 로딩량이 0 즉, 후방 산소센서가 린 상태(이때, 후방 산소센서의 전압은 0.1V 이하)에서 후방 산소센서의 누적 산소 로딩량이 최대 즉, 후방 산소센서가 리치 상태(이때, 후방 산소센서의 전압은 0.6V 이상)가 되는 경우가 있으면(S28), 후방 산소센서의 전압이 0.1V 이하에서 0.6V 까지의 도달시간과, 그 때의 차속(km/h) 및 엔진rpm을 읽어드린다(S30). 그리고, 임의의 차속(km/h) 및 엔진rpm에서의 후방 산소센서의 전압이 0.1V 이하에서 0.6V 까지의 기준 도달시간을 정한 도 2와 같은 기준 도달시간 맵에서 기준 도달시간을 읽어드려, 상기 S30 단계에서 읽어드린 차속(km/h) 및 엔진rpm에서의 도달시간이 그에 따른 기준 도달시간을 초과하는지를 판단한다(S32). 이때, 도 2는 임의의 차속(km/h) 및 엔진rpm에서 후방 산소센서의 전압이 0.1V 이하에서 0.6V 까지의 기준 도달시간에 대한 일례를 나타내는 것으로, 기준 도달시간은 이에 한정되지 않는다.In the method for determining a failure of the rear oxygen sensor of the present invention, the oxygen loading amount of the rear oxygen sensor is 0, that is, the rear oxygen sensor is leaned while the steps S12 to S26 are performed (at this time, the voltage of the rear oxygen sensor is 0.1 V or less). If the cumulative oxygen loading of the rear oxygen sensor is maximum, that is, the rear oxygen sensor is in a rich state (at this time, the voltage of the rear oxygen sensor is 0.6 V or more) (S28), the voltage of the rear oxygen sensor is 0.1 V or less. And the arrival time from 0.6V to the vehicle speed (km / h) and engine rpm at that time (S30). Then, the reference arrival time is read from the reference arrival time map as shown in FIG. 2 in which the reference oxygen arrival time at any vehicle speed (km / h) and the engine oxygen at the engine rpm sets the reference arrival time from 0.1 V or less to 0.6 V. In step S30, it is determined whether the vehicle speed (km / h) and the arrival time at the engine rpm exceed the reference arrival time accordingly (S32). At this time, Figure 2 shows an example of the reference arrival time of the rear oxygen sensor voltage from 0.1V or less to 0.6V at any vehicle speed (km / h) and the engine rpm, the reference arrival time is not limited to this.
상기 S32 단계의 판단 결과, 상기 S30 단계에서 읽어드린 도달시간이 상기 기준 도달시간을 초과하면, 본 발명의 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 후방 산소센서가 고장 판정하고(S34), 상기 S30 단계에서 읽어드린 도달시간이 상기 기준 도달시간을 초과하지 않으면, 후방 산소센서를 정상 판정한다(S36).As a result of the determination in step S32, when the arrival time read in step S30 exceeds the reference arrival time, the failure determination method of the rear oxygen sensor of the present invention determines the failure of the rear oxygen sensor (S34), and in step S30 If the read arrival time does not exceed the reference arrival time, the rear oxygen sensor is normally determined (S36).
이와 같은 방법으로 본 발명의 실시 예에 따른 후방 산소센서의 고장 판단 방법은 배기가스의 산소 분압비가 린 상태에서 리치 상태로 변하는 시간을 측정하 여 후방 산소센서의 고장을 판정할 수 있다.In this way, the failure determination method of the rear oxygen sensor according to the embodiment of the present invention can determine the failure of the rear oxygen sensor by measuring the time when the oxygen partial pressure ratio of the exhaust gas changes from the lean state to the rich state.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 후방 산소센서의 고장 판단 방법을 나타내는 순서도,1 is a flow chart showing a failure determination method of the rear oxygen sensor according to an embodiment of the present invention,
도 2는 임의의 차속 및 엔진rpm에서 후방 산소센서의 전압이 0.1V 이하에서 0.6V 까지의 기준 도달시간에 대한 일례를 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing an example of a reference arrival time of a voltage of the rear oxygen sensor from 0.1V or less to 0.6V at any vehicle speed and engine rpm.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160729 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |