KR101294515B1 - Ｃｄａ 차량의 산소센서 온도 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산소 센서의 온도를 제어하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 CDA (Cylinder De-Activation)차량의 산소 센서의 온도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 배기가스 온도 산출시 기본적으로 적용되는 변수 외에 CDA 작동시에만 적용되는 변수들(CDA 작동 시간, 외기온 및 차속)이 배기가스의 온도를 차감하는 방식으로 배기가스의 모델 온도를 산출하는데 사용되며, CDA 작동 중이면서 배기가스의 온도 하강율이 소정값(히팅듀티에 의한 산소센서 최대 가열율)을 넘어서는 경우 CDA를 중지하는 CDA 차량의 산소 센서 온도 제어 방법이다.

Description

ＣＤＡ 차량의 산소센서 온도 제어 방법{Methods for Controlling dioxide-sensor's Temperature of CDA vehicle}

본 발명은 산소 센서의 온도를 제어하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 CDA (Cylinder De-Activation)차량의 산소 센서의 온도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

공연비의 농후나 희박을 판단하기 위해서는 엔진의 배기계에 설치되는 산소센서가 정상적으로 일정한 온도범위(700±100℃)에 있어야 한다. 이렇게 일정온도범위를 유지시키기 위해 산소센서내부에는 히터가 있으며 ECU에서 산출된 히팅듀티(가열 요구량)로 온도를 제어한다. ECU에서는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 엔진회전수와 공기량에 따라 설정된 값에 의거하여 배기가스 온도를 계산하고 이렇게 계산된 배기가스 온도를 기초로 히팅듀티를 정한다.

산소센서는 정상작동온도에 도달하면 공연비의 농후와 희박에 따라 반전을 하게 되는데, 지르코니아센서의 경우 공연비가 농후할 때 1V, 희박할 때 0V의 전압을 발생시킨다.

산소센서가 정상 동작을 하지 않으면 연료량제어가 부정확하게 되어 배출가 스 발생량을 늘고 연비가 나빠지며 울컥거림 등의 운전성문제가 발생하게 되므로 산소센서의 정상동작을 위한 산소센서 온도제어는 중요하다.

한편 CDA차량(다기통 엔진에서 필요시 선택적으로 일부 실린더의 연소 행정을 삭제하여 연비를 향상 시키며, CO2 발생량 억제하는 장치를 설치한 차량)에는 CDA(실린더 휴지) 작동시에 대응할 수 있는 산소센서 온도 제어 방법이 없었다. 그리하여 종래의 산소센서 온도 제어 방법을 CDA 차량에 그대로 적용할 경우에는 다음과 같은 문제가 생기게 된다.

즉, CDA(실린더 휴지) 작동시에는 해당기통의 연소가 발생하지 않으므로 배기가스온도가 시간에 따라 떨어지게 되며, 이때 차속이 빠르거나 외기온이 낮을때는 배기가스온도의 하강이 현저해지게 되는데, 종래의 산소센서 온도 제어 방법으로는 이러한 연소 미발생에 의한 현저한 온도 하강의 현상이 배기가스 온도의 계산에 반영되지 않았기 때문에 히팅듀티가 잘못 산출되어 산소센서의 온도를 적절한 수준으로 유지할 수 없게 되며, 산소센서에 설치된 히터의 가열 용량을 넘어설 정도로 배기가스의 하강이 현저해지면 히팅듀티를 최대로 하더라도 산소센서의 온도를 적절한 수준으로 유지할 수 없게 된다.

본 발명은 상기와 같은 CDA 차량에서 종래의 산소센서 온도 제어 방법을 그대로 적용할 경우 발생하는 문제점을 해결하기 위한 것으로, CDA 작동시에는 배기가스의 온도를 산출할 때 CDA 작동 시간, 외기온 및 차속 역시 산출의 근거로 삼고, 또한 배기가스의 온도 하강 정도가 소정값(예를 들면 히팅듀티에 의한 산소센서 가열의 최대치)를 넘어서는 경우 CDA 작동을 중지함으로써 CDA 차량에서도 적절한 산소센서 온도 제어를 할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 배기가스 온도 산출시 기본적으로 적용되는 변수 외에 CDA 작동시에만 적용되는 변수들이 배기가스의 온도를 산출하는데 사용되는 CDA 차량의 산소 센서 온도 제어 방법을 제공한다. 이는 CDA 차량에 있어서 CDA 작동시 배기가스 온도를 정확히 산출할 수 있도록 함으로써 산소센서 온도 제어를 정확하게 해준다.

여기서 CDA 작동 중이면서 배기가스의 온도 하강율이 소정값을 넘어서는 경우 CDA를 중지한다. 이는 단순히 히팅 듀티만으로 산소 센서의 온도를 제어하는 것이 아니라 CDA를 중지하여 배기가스의 온도를 상승시킴으로써 산소 센서의 온도를 제어할 수 있도록 해주어 히팅 듀티의 용량을 낮추고 히터의 크기를 줄일 수 있게 해준다.

여기서 상기 소정값은 히팅듀티에 의한 산소센서 최대 가열율이다. 이렇게 소정값을 설정하면 히터의 크기를 줄이면서도 배기가스의 온도 하강율이 그 용량을 넘어서는 경우에만 CDA를 해제함으로써 연료 소모를 최소화해준다.

상기 CDA 작동시에만 적용되는 변수들은 CDA 작동 시간, 외기온 및 차속이다. 이러한 수치는 CDA 작동시 배기가스의 온도와 산소센서의 온도 하강에 직접 관여하는 변수들로서 최적의 변수만을 선정한 것으로서, 적은 변수만으로도 CDA 작동에 따른 산소 센서의 온도 제어를 효율적으로 해준다.

상기 변수들은 산출되는 배기가스의 온도를 차감하는 방식으로 배기가스 온도 산출에 적용된다. 이러한 방식은 매우 산출이 간편하여 ECU의 부하를 경감하여 주며 산출 속도를 높여주어 산소 센서 온도의 제어가 즉각적으로 이루어질 수 있도록 해준다.

본 발명에 따르면, CDA 작동시에도 산소센서의 원활한 작동을 유지시켜 CDA 차량의 배출가스 저감과 연비향상을 이룰 수 있고, 운전성의 문제점을 방지할 수 있다.

이하 상기 발명의 일실시예를 도 3과 도 4를 근거로 설명한다.

본 발명의 일실시예에서는 ECU가 공기량과 엔전회전수 뿐만 아니라, 차속과 외기온에 기초하여서도 산소센서의 듀티를 제어한다. 특히 차속과 외기온은 CDA 작동시 배기가스의 온도를 낮추는 인자이다.

산소센서가 정상 제어 구간에 있으면 지속적으로 제어가 진행되는데, 먼저 엔진회전수와 공기량에 의거하여 배기가스의 온도를 계산한다. 만약 CDA가 작동 해제중일 때에는 이렇게 산출된 온도가 실제 배기가스의 온도와 가까울 것이다. 따라서 CDA가 작동하지 않으면 별도의 보정은 불필요하다.

그러나 CDA가 작동하게 되면 CDA의 작동 시간, 외기온, 차속은 단지 엔진회전수와 공기량에 의거하여 계산된 배기가스의 온도와 실제 배기가스의 온도에 많은 괴리를 가져다준다. 따라서 배기가스 온도 산출에 이러한 인자들의 효과를 반영하기 위해, CDA의 작동시간, 외기온 및 차속을 다음과 같이 반영한다.

즉 CDA 작동시간이 길어질수록 배기가스의 온도가 더 낮아질 것이므로 배기가스 모델의 온도를 낮아지도록 하고, 외기온이 낮을수록 배기가스의 온도도 그만큼 낮을 것이므로 배기가스 모델의 온도를 낮게 하고, 차속이 커지면 공기유동량이 커져 배기가스의 온도가 그만큼 빨리 낮아질 것이므로 배기가스 모델의 온도를 더 낮아지게 한다.

이렇게 하여 계산된 배기가스 모델의 온도를 기초로 산소센서의 히팅 듀티를 산출하면, CDA의 작동에 의한 산소센서의 조기 냉각에 대응할 수 있다.

CDA가 계속되어 배기가스가 낮아지고 있는 상황에서 배기가스가 일정값(히팅듀티에 의한 산소센서 가열의 최대치)를 넘게 되면, 산소센서 히팅듀티로는 산소센서의 정상작동온도를 유지하기 힘들게 되므로 CDA 동작을 해제하고 실린더에서 연소가 이루어지게 하여 배기가스 온도를 높임으로써 산소센서 온도를 상승시키게 된다.

도 1은 종래의 ECU의 히팅 듀티 산출도;

도 2는 종래의 산소센서 온도 제어 방법의 흐름도;

도 3은 본 발명의 ECU의 히팅 듀티 산출도; 그리고,

도 4는 본 발명의 산소센서 온도 제어 방법의 흐름도이다.

Claims (5)

1. 배기가스 온도 산출시 기본적으로 적용되는 변수 외에 CDA 작동시에만 적용되는 변수들이 배기가스의 온도를 산출하는데 사용되며,

   상기 CDA 작동시에만 적용되는 변수들은 CDA 작동 시간, 외기온 및 차속을 포함하며,

   상기 CDA 작동시간이 길어질수록 배기가스의 온도가 더 낮아질 것이므로 배기가스 모델의 온도를 낮아지도록 하고, 외기온이 낮을수록 배기가스의 온도도 그만큼 낮을 것이므로 배기가스 모델의 온도를 낮게 하고, 차속이 커지면 공기유동량이 커져 배기가스의 온도가 그만큼 빨리 낮아질 것이므로 배기가스 모델의 온도를 더 낮아지게 하는 CDA 차량의 산소 센서 온도 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   CDA 작동 중이면서 배기가스의 온도 하강율이 소정값을 넘어서는 경우 CDA를 중지하는 CDA 차량의 산소 센서 온도 제어 방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 소정값은 히팅듀티에 의한 산소센서 최대 가열율인 CDA 차량의 산소 센서 온도 제어 방법.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 변수들은 산출되는 배기가스의 온도를 차감하는 방식으로 배기가스 온도 산출에 적용되는 CDA 차량의 산소 센서 온도 제어 방법.

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