KR102105423B1 - An air-fuel ration correction device for an engine and a vehicle including the same - Google Patents

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KR102105423B1 KR1020180151342A KR20180151342A KR102105423B1 KR 102105423 B1 KR102105423 B1 KR 102105423B1 KR 1020180151342 A KR1020180151342 A KR 1020180151342A KR 20180151342 A KR20180151342 A KR 20180151342A KR 102105423 B1 KR102105423 B1 KR 102105423B1
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이강윤
이민광
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(주)컨트롤웍스
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Abstract

An air-fuel ratio correction device and a vehicle including the same are provided. The air-fuel ratio correction device can be electrically connected to an engine control unit (ECU) of a vehicle and an oxygen sensor, corrects an oxygen measurement signal measured and transmitted to the oxygen sensor by a predetermined offset value, and delivers the corrected oxygen measurement signal to the engine control unit.

Description

엔진의 공연비 보정 장치 및 이를 포함하는 자동차{AN AIR-FUEL RATION CORRECTION DEVICE FOR AN ENGINE AND A VEHICLE INCLUDING THE SAME}Engine air-fuel ratio correction device and vehicle including the same {AN AIR-FUEL RATION CORRECTION DEVICE FOR AN ENGINE AND A VEHICLE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 자동차 엔진의 공연비 보정 장치 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연비 향상을 위해 엔진의 공연비를 보정할 수 있는 보정 장치 및 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for correcting an air-fuel ratio of an automobile engine and a vehicle including the same, and more particularly, to a correction apparatus and a vehicle capable of correcting an air-fuel ratio of an engine to improve fuel efficiency.

일반적으로 자동차는 휘발유, 경유, 및 압축천연가스(compressed natural gas; CNG)를 연료로 사용한다. 특히 압축천연가스를 연료로 사용하면 오염 물질의 배출이 적고 연료비고 저렴하여 경제성이 뛰어난 장점이 있다.In general, automobiles use gasoline, diesel, and compressed natural gas (CNG) as fuel. In particular, the use of compressed natural gas as a fuel has the advantage of excellent economic efficiency due to low emission of fuel and low cost of pollutants.

다만, CNG를 연료로 하는 자동차는 영업용 택시 또는 버스와 같은 특수 목적 차량으로 주로 이용되며, 전체 자동차 생산 대수에 대해 차지하는 대수의 비중이 작은 편이다. 이에, CNG를 연료로 하는 자동차는 기존의 상용 휘발유 자동차를개조하는 방식으로 제조되는 것이 일반적이다.However, automobiles using CNG as fuel are mainly used as special purpose vehicles such as commercial taxis or buses, and the proportion of the automobiles in total is small. Accordingly, a vehicle using CNG as a fuel is generally manufactured by retrofitting an existing commercial gasoline vehicle.

한편, 자동차는 연료와 혼합되는 공기의 양, 즉, 공기 대 연료비(공연비)를 제어하여 최소의 연료 소모로 최대의 엔진 출력을 발생시킬 수 있도록 설계된다.Meanwhile, the vehicle is designed to generate the maximum engine power with minimum fuel consumption by controlling the amount of air mixed with fuel, that is, the air-to-fuel ratio (air-fuel ratio).

휘발유 자동차의 이론적인 최적 공연비는 14.7:1로 알려져 있다. 상용의 휘발유 자동차는 그 공연비가 이러한 최적 공연비에 상응하도록 제어된다.The theoretical optimal air-fuel ratio for gasoline cars is known to be 14.7: 1. Commercial gasoline vehicles are controlled such that their air-fuel ratios correspond to these optimum air-fuel ratios.

도 1은 일반적인 상용 휘발유 자동차의 전자제어식 공연비 조절 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing an electronically controlled air-fuel ratio control system of a typical commercial gasoline vehicle.

도 1을 참조하면, 상용 휘발유 자동차의 전자제어식 공연비 조절 시스템은 엔진제어부(10)(Engine control unit, "ECU(10)"), 연료공급부(12), 엔진(14) 및 산소센서16)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an electronically controlled air-fuel ratio control system for a commercial gasoline vehicle includes an engine control unit (“ECU (10)”), a fuel supply unit (12), an engine (14), and an oxygen sensor (16). Includes.

산소센서(16)는 엔진(14)의 배기 가스의 산소 농도를 측정하며, 측정된 산소 농도에 상응하는 람다 값을 산소측정신호(OS) 엔진제어부(10)로 전달한다. 람다 값은 공연비가 이론적 최적 공연비인 14.7:1일 때 1인 값을 가진다. 연료의 비율이 상대적으로 더 높아질 수록 람다 값은 1 보다 작아 지며 반대로 연료의 비율이 상대적으로 더 낮아질수록 람다 값은 1 보다 커진다.The oxygen sensor 16 measures the oxygen concentration of the exhaust gas of the engine 14 and transmits a lambda value corresponding to the measured oxygen concentration to the oxygen control signal OS engine control unit 10. The lambda value is 1 when the air-fuel ratio is 14.7: 1, which is the theoretical optimal air-fuel ratio. The higher the proportion of fuel, the smaller the lambda value, while the lower the proportion of fuel, the greater the lambda value.

ECU(10)는 수신된 산소측정신호(OS)에 따라 엔진에 적용되는 공연비를 조절한다. The ECU 10 adjusts the air-fuel ratio applied to the engine according to the received oxygen measurement signal OS.

구체적으로, ECU(10)는 수신된 산소측정신호(OS)에 상응하는 연료제어신호(FCS)를 연료 공급부로 전달한다. 연료공급부(12)는 수신된 연료제어신호(FCS)에 따라 엔진으로 공급되는 연료 및 공기의 공연비를 조절한다.Specifically, the ECU 10 transmits a fuel control signal FCS corresponding to the received oxygen measurement signal OS to the fuel supply unit. The fuel supply unit 12 adjusts the air-fuel ratio of fuel and air supplied to the engine according to the received fuel control signal FCS.

가령, 산소센서(16)에서 측정된 람다 값이 1보다 작을 경우, ECU(10)는 엔진에 공급되는 연료의 양을 감소시키는 연료제어신호(FCS)를 연료공급부(12)에 전달한다. 또한, 산소센서(16)에서 측정된 람다 값이 1 보다 큰 경우, ECU(10)는 엔진에 공급되는 공연비를 증가시키는 연료제어신호(FCS)를 연료공급부(12)에 전달한다.For example, when the lambda value measured by the oxygen sensor 16 is less than 1, the ECU 10 transmits a fuel control signal FCS that reduces the amount of fuel supplied to the engine to the fuel supply unit 12. In addition, when the lambda value measured by the oxygen sensor 16 is greater than 1, the ECU 10 transmits a fuel control signal FCS that increases the air-fuel ratio supplied to the engine to the fuel supply unit 12.

도 2는 CNG를 연료로 사용하도록 제조된 자동차의 전자제어식 공연비 조절 시스템을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing an electronically controlled air-fuel ratio control system for a vehicle manufactured to use CNG as fuel.

도 2를 참조하면, CNG를 연료로 사용하는 자동차는 도 1에 도시된 바와 같은 상용 휘발유 자동차의 연료공급계통을 개조하는 방식으로 제조될 수 있다.Referring to FIG. 2, a vehicle using CNG as a fuel may be manufactured by converting a fuel supply system of a commercial gasoline vehicle as shown in FIG. 1.

구체적으로 연료공급부(22)는 휘발유가 아닌 CNG를 연료로 공급받아 엔진에 직접 분사하거나 또는 공기와 CNG를 혼합한 혼합기를 엔진에 공급한다.Specifically, the fuel supply unit 22 receives CNG, not gasoline, as fuel and directly injects it into the engine or supplies a mixture of air and CNG to the engine.

아울러, CNG의 양, 즉, 공연비를 조절하기 위한 보조 엔진제어부 또는CNG 엔진제어부(CNG ECU)(20)가 추가 장착된다.In addition, an auxiliary engine control unit or a CNG engine control unit (CNG ECU) 20 for adjusting the amount of CNG, that is, air-fuel ratio, is additionally mounted.

CNG ECU(20)는 ECU(10)에서 연료공급부(22)로 전달되는 연료제어신호(FCS)를 수신하여, CNG에 상응하도록 변경된 수정 연료제어신호(FCS')를 연료공급부(22)에 전달한다.The CNG ECU 20 receives the fuel control signal FCS transmitted from the ECU 10 to the fuel supply unit 22 and transmits the modified fuel control signal FCS 'changed to correspond to CNG to the fuel supply unit 22. do.

연료공급부(22)는 수정 연료제어신호(FCS')에 상응하는 양으로 엔진에 공급되는 연료, 즉, CNG의 양을 조절한다.The fuel supply unit 22 adjusts the amount of fuel supplied to the engine, that is, CNG, in an amount corresponding to the corrected fuel control signal FCS '.

ECU(10)는 산소센서(16)에서 측정된 람다 값이 1이 되도록 연료제어신호(FCS)의 크기를 증감시킬 수 있다. CNG ECU(20)는 연료제어신호(FCS)에 상응하여 수정 연료제어신호(FCS')의 크기를 증감시키며, 이에 따라 연료 공급부에서 공급되는 연료, 즉, CNG는 산소센서(16)에서 측정된 람다 값이 1이될 때까지 증감될 것이다.The ECU 10 may increase or decrease the magnitude of the fuel control signal FCS so that the lambda value measured by the oxygen sensor 16 is 1. The CNG ECU 20 increases or decreases the size of the corrected fuel control signal FCS 'in response to the fuel control signal FCS. Accordingly, the fuel supplied from the fuel supply unit, that is, CNG is measured by the oxygen sensor 16 It will increase or decrease until the lambda value is 1.

즉, 도 2에 도시된 바와 같은 CNG 자동차의 전자제어식 공연비 조절 시스템은 람다 값이 1이될 때까지 전체 연료 공급 계통을 피드백하는 것이다. 그러나, 람다 값이 1이라는 것은 전적으로 휘발유 엔진의 이론 공연비를 기준으로 산정된 것이다. CNG를 연료로 사용할 때의 이론 공연비는 휘발유의 이론 공연비인14.7:1과 다르다. 도 2에 도시된 바와 같은 시스템에서, CNG를 연료로 사용하는 엔진이 최적의 이론 공연비를 가질 때, 산소센서(16)로 측정되는 람다 값은 대략 1.05의 값을 갖는 것으로 알려져 있다.That is, the CNG vehicle's electronically controlled air-fuel ratio control system as shown in FIG. 2 feeds back the entire fuel supply system until the lambda value is 1. However, the lambda value of 1 is calculated solely based on the theoretical air-fuel ratio of the gasoline engine. The theoretical air / fuel ratio when using CNG as fuel is different from the gas / fuel stoichiometry ratio of 14.7: 1. In the system as shown in FIG. 2, when the engine using CNG as a fuel has an optimal theoretical air-fuel ratio, the lambda value measured by the oxygen sensor 16 is known to have a value of approximately 1.05.

이에, CNG를 연료로 사용하는 자동차는 최적 공연비를 갖도록, 즉, 람다 값이 1.05가 되도록 제어되는 것이 아니라, 그 보다 연료 비율이 큰 공연비를 갖도록, 즉, 람다 값이 1이 되도록 제어된다.Accordingly, a vehicle using CNG as a fuel is controlled to have an optimum air-fuel ratio, that is, a lambda value of 1.05, and a fuel ratio having a larger fuel ratio, that is, a lambda value of 1.

따라서, 자동차의 연비 성능이 감소됨은 물론 불완전연소로 인한 대기 오염 등의 문제가 발생될 수 있다.Accordingly, the fuel efficiency of the vehicle is reduced, and problems such as air pollution due to incomplete combustion may occur.

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 연비 성능이 개선된 압축천연가스 자동차를 제공하는 것이다.Accordingly, a problem to be solved by the present invention is to provide a compressed natural gas vehicle with improved fuel efficiency.

아울러, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 대기 오염이 저감된 압축천연가스 자동차를 제공하는 것이다.In addition, another problem to be solved by the present invention is to provide a compressed natural gas vehicle with reduced air pollution.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 양태에 따른 자동차는 엔진; 보정된 산소측정신호를 기초로 엔진제어신호를 생성하는 제1 엔진제어부; 상기 엔진제어부의 엔진제어신호를 기초로 보정된 엔진제어신호를 생성하는 제2 엔진제어부; 상기 보정된 엔진제어신호에 따라 상기 엔진에 공급되는 연료의 공연비를 조절하는 연료공급부; 상기 배기로부터 공연비의 람다 값에 상응하는 산소측정신호를 생성하는 산소센서; 및 상기 산소측정신호를 미리결정된 오프셋 값만큼 보정하는 공연비 보정장치를 포함한다.In order to solve the above problems, an automobile according to an aspect of the present invention includes an engine; A first engine control unit generating an engine control signal based on the corrected oxygen measurement signal; A second engine control unit generating a corrected engine control signal based on the engine control signal of the engine control unit; A fuel supply unit that adjusts an air-fuel ratio of fuel supplied to the engine according to the corrected engine control signal; An oxygen sensor generating an oxygen measurement signal corresponding to the lambda value of the air-fuel ratio from the exhaust; And an air-fuel ratio correction device that corrects the oxygen measurement signal by a predetermined offset value.

또한, 상기 산소센서는 광대역 산소센서로 구성되고, 상기 공연비 보정장치는 상기 ECU로부터 상기 산소센서의 펌핑셀에 공급되는 펌핑전류를 증가 또는 감소시키도록 회로 연결되는 전류원을 포함한다.In addition, the oxygen sensor is composed of a broadband oxygen sensor, the air-fuel ratio correction device includes a current source connected to the circuit to increase or decrease the pumping current supplied to the pumping cell of the oxygen sensor from the ECU.

또한, 상기 ECU는 두 개의 펌핑전류라인을 통해 상기 펌핑셀에 연결되고, 상기 전류원은 상기 두 개의 펌핑전류라인 사이에 전기적으로 연결된다.In addition, the ECU is connected to the pumping cell through two pumping current lines, and the current source is electrically connected between the two pumping current lines.

또한, 상기 전류원은 일정한 크기의 전류를 발생시키는 소자이다.In addition, the current source is a device that generates a current of a constant size.

또한, 상기 두 개의 펌핑전류라인 중 하나 이상에 연결되는 트림 저항을 더 포함한다.In addition, it further includes a trim resistor connected to at least one of the two pumping current lines.

한편, 상기 배기의 람다 값과 상기 광대역 산소센서의 확산셀 내의 기체의 람다 값은 상이한 값을 갖는다.Meanwhile, the lambda value of the exhaust and the lambda value of the gas in the diffusion cell of the broadband oxygen sensor have different values.

한편, 상기 연료는 압축천연가스이고, 보정된 산소측정신호는 배기의 람다 값이 1.04 내지 1.06일 때 상기 엔진제어부가 공연비를 유지하게 하는 신호이다.Meanwhile, the fuel is a compressed natural gas, and the corrected oxygen measurement signal is a signal that allows the engine control unit to maintain an air-fuel ratio when the lambda value of the exhaust is 1.04 to 1.06.

또한, 상기 공연비 보정장치는, 상기 엔진제어부의 단자에 체결되는 제1 단자, 상기 산소센서의 단자에 체결되는 제2 단자 및 산소센서로부터 상기 엔진제어부로 전달되는 산소측정신호를 보정하는 보정부를 포함한다.In addition, the air-fuel ratio correction device includes a first terminal fastened to the terminal of the engine control unit, a second terminal fastened to the terminal of the oxygen sensor, and a correction unit for correcting an oxygen measurement signal transmitted from the oxygen sensor to the engine control unit. do.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 양태에 따른 공연비 보정장치는, 자동차의 엔진제어부(ECU) 및 산소 센서에 전기적으로 연결가능하고, 상기 산소센서에 측정되어 전달되는 산소측정신호를 미리결정된 오프셋 값만큼 보정하여 보정된 산소측정신호를 상기 엔진제어부에 전달하도록 구성된다.In order to solve the above problems, the air-fuel ratio correction device according to an aspect of the present invention is electrically connectable to an engine control unit (ECU) of an automobile and an oxygen sensor, and an oxygen measurement signal measured and transmitted to the oxygen sensor is previously transmitted. It is configured to correct the determined offset value and transmit the corrected oxygen measurement signal to the engine control unit.

도 1은 일반적인 상용 휘발유 자동차의 전자제어식 공연비 조절 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 CNG를 연료로 사용하도록 제조된 자동차의 전자제어식 공연비 조절 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축천연가스 자동차의 전자제어식 공연비 조절시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치의 장착 상태를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치가 ECU와 산소센서 사이에 전기 회로적으로 연결된 모습을 도시하는 개략도이다.
도 6은 배기의 람다 값이 목표 값과 다를 때 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치의 작용을 예시적으로 나타내는 회로도이다.
도 7은 CNG 연료가 이론적 최적 공연비를 가질 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치의 작용을 예시적으로 나타내는 회로도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공연비 보정장치를 예시적으로 나타내는 회로도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공연비 보정장치를 예시적으로 나타내는 회로도이다.
1 is a block diagram showing an electronically controlled air-fuel ratio control system of a typical commercial gasoline vehicle.
2 is a block diagram showing an electronically controlled air-fuel ratio control system for a vehicle manufactured to use CNG as fuel.
3 is a block diagram showing an electronically controlled air-fuel ratio control system for a compressed natural gas vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram schematically showing the mounting state of the air-fuel ratio correction device according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing a state in which an air-fuel ratio correction device according to an embodiment of the present invention is electrically connected between an ECU and an oxygen sensor.
6 is a circuit diagram exemplarily showing the operation of the air-fuel ratio correcting apparatus according to an embodiment of the present invention when the lambda value of the exhaust is different from the target value.
7 is a circuit diagram exemplarily showing the operation of the air-fuel ratio correcting apparatus according to an embodiment of the present invention when the CNG fuel has a theoretical optimal air-fuel ratio.
8 is a circuit diagram exemplarily showing an air-fuel ratio correcting apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a circuit diagram exemplarily showing an air-fuel ratio correcting apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축천연가스 자동차의 전자제어식 공연비 조절시스템을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram showing an electronically controlled air-fuel ratio control system for a compressed natural gas vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축천연가스 자동차는 제1 엔진제어부(10)(ENGINE CONTROL UNIT, "ECU"), 제2 엔진제어부(20)(CNG ECU)(20), 연료공급부(22), 엔진(14), 산소센서(16) 및 공연비 보정장치(30)를 포함한다.3, the compressed natural gas vehicle according to an embodiment of the present invention includes a first engine control unit 10 (ENGINE CONTROL UNIT, "ECU"), a second engine control unit 20 (CNG ECU) 20 , A fuel supply unit 22, an engine 14, an oxygen sensor 16, and an air-fuel ratio correction device 30.

즉, 본 발명의 일 실시예는 도 2에 도시된 압축천연가스 자동차에 공연비 보정장치(30)가 추가된 점에서 차이가 있다.That is, an embodiment of the present invention differs in that the air-fuel ratio correcting device 30 is added to the compressed natural gas vehicle shown in FIG. 2.

이하에서, 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 이미 설명한 구성요소들에 대한 중복적인 설명은 생략된다.Hereinafter, redundant descriptions of the components already described with reference to FIGS. 1 and 2 will be omitted.

공연비 보정장치(30)는 ECU(10)와 산소센서(16) 사이에서 ECU(10)와 산소센서(16)에 전기적으로 연결된다. 공연비 보정장치(30)는 산소센서(16)에서 측정되어 전달되는 산소측정신호(OS)를 보정하고 보정된 산소측정신호(OS')를 ECU(10)에 전달한다.The air-fuel ratio correction device 30 is electrically connected to the ECU 10 and the oxygen sensor 16 between the ECU 10 and the oxygen sensor 16. The air-fuel ratio correction device 30 corrects the oxygen measurement signal OS measured and transmitted by the oxygen sensor 16 and transmits the corrected oxygen measurement signal OS 'to the ECU 10.

산소측정신호(OS)는 산소의 농도 또는 람다 값에 대응될 수 있는 전기적 신호, 예를 들어, 전류 또는 전압신호일 수 있다. 마찬가지로 보정된 산소측정신호(OS') 역시 전류 또는 전압신호 형태의 전기적 신호일 수 있다.The oxygen measurement signal OS may be an electrical signal that can correspond to an oxygen concentration or a lambda value, for example, a current or voltage signal. Similarly, the corrected oxygen measurement signal OS 'may also be an electrical signal in the form of a current or voltage signal.

공연비 보정장치(30)는 산소측정신호(OS)를 미리설정된 오프셋 값만큼 쉬프트하여 ECU(10)로 전달할 수 있다. The air-fuel ratio correcting device 30 may shift the oxygen measurement signal OS by a preset offset value and transmit it to the ECU 10.

예를 들어, 엔진에 공급되는 압축천연가스가 최적 공연비를 가질 때 산소센서(16)에서 측정된 람다 값이 1.05라고 가정한다면, 미리설정된 오프셋 값은 람다 값이 1.05일 때의 산소측정신호(OS)와 람다 값이 1 일 때의 산소측정신호(OS)의 신호 세기의 차이일 수 있다.For example, assuming that the lambda value measured by the oxygen sensor 16 when the compressed natural gas supplied to the engine has an optimum air-fuel ratio is 1.05, the preset offset value is the oxygen measurement signal OS when the lambda value is 1.05. ) And a lambda value of 1 may be a difference in signal strength of the oxygen measurement signal OS.

즉, 산소센서(16)에서 측정된 람다 값이 1.05일 때, 1.05인 람다 값에 상응하는 산소측정신호(OS)가 공연비 보정장치(30)에 전달될 것이다. 공연비 보정장치(30)는 람다 값이 1에 대응되도록 산소측정신호(OS)를 미리설정된 오프셋 값만큼 쉬프팅 또는 보정하여 보정된 산소측정신호(OS')를 ECU(10)에 전달할 것이다.That is, when the lambda value measured by the oxygen sensor 16 is 1.05, the oxygen measurement signal OS corresponding to the lambda value of 1.05 will be transmitted to the air-fuel ratio correction device 30. The air-fuel ratio correcting device 30 may transmit or correct the oxygen measurement signal OS 'to the ECU 10 by shifting or correcting the oxygen measurement signal OS by a preset offset value so that the lambda value corresponds to 1.

ECU(10)는 람다 값이 초기 설정된 람다 값에 도달한 것으로 판단할 것이며, 연료공급부(22)가 현재의 공연비를 유지하도록 제어할 수 있다.The ECU 10 may determine that the lambda value has reached the initially set lambda value, and may control the fuel supply unit 22 to maintain the current air-fuel ratio.

따라서, 본 발명에 따르면, 상용 휘발유 자동차의 전자식 공연비 조정 방식을 CNG 연료 공급방식으로 개조한 경우에, 간단한 부품 추가만으로도 기존 ECU(10) 및 산소센서(16) 등이 CNG의 이론적 최적 공연비에 맞게 피드백 제어하도록 할 수 있다.Accordingly, according to the present invention, when the electronic air-fuel ratio adjustment method of a commercial gasoline vehicle is converted to a CNG fuel supply method, the existing ECU 10 and the oxygen sensor 16, etc. simply fit the theoretical optimal air-fuel ratio of the CNG by simply adding parts. Feedback control.

이로써, CNG 자동차는 최적 공연비로 작동되도록 제어될 수 있고 그 연비가 향상됨은 물론 대기 오염을 저감시킬 수 있다.Thereby, the CNG vehicle can be controlled to operate at an optimum air-fuel ratio, and its fuel efficiency is improved, and air pollution can be reduced.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)의 장착 상태를 개략적으로 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram schematically showing a mounting state of the air-fuel ratio correcting device 30 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)는 제1 단자(320), 보정부(310) 및 제2 단자(330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the air-fuel ratio correcting apparatus 30 according to an embodiment of the present invention may include a first terminal 320, a correction unit 310, and a second terminal 330.

ECU(10) 및 산소센서(16)는 차량 내 적절한 위치에 장착되며 장착 후 각자의 단자들을 서로 연결함으로써 전기신호적으로 연결된다.The ECU 10 and the oxygen sensor 16 are mounted at appropriate positions in the vehicle and are electrically connected by connecting their terminals after installation.

예를 들어, ECU(10)는 케이블로 연결된 센서측 단자를 가지고, 마찬가지로 산소센서(16)는 케이블로 연결된 ECU(10)측 단자를 가질 수 있다.For example, the ECU 10 has a sensor-side terminal connected by a cable, and likewise the oxygen sensor 16 can have a terminal connected to the ECU 10 by a cable.

상용의 휘발유 차량에서 ECU(10)의 센서측 단자(101) 및 산소센서(16)의 ECU측 단자(161)는 서로 체결되어 산소센서(16)의 산소측정신호(OS)가 ECU(10)로 전달될 것이다.In a commercial gasoline vehicle, the sensor side terminal 101 of the ECU 10 and the ECU side terminal 161 of the oxygen sensor 16 are fastened to each other so that the oxygen measurement signal OS of the oxygen sensor 16 is ECU 10. Will be delivered to.

본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)는 단지 ECU(10) 와 산소센서(16) 사이에서 ECU(10)의 단자 및 산소센서(16)의 단자 각각에 제1 단자(320) 및 제2 단자(330)를 체결하는 방식으로 설치될 수 있다.The air-fuel ratio correcting apparatus 30 according to an embodiment of the present invention only includes a first terminal 320 at each of the terminal of the ECU 10 and the terminal of the oxygen sensor 16 between the ECU 10 and the oxygen sensor 16. And a method of fastening the second terminal 330.

즉, 공연비 보정장치(30)의 제1 단자(320)를 ECU(10)의 센서측 단자(101)에 체결하고 공연비 보정장치(30)의 제2 단자(330)를 산소센서(16)의 ECU(10)측 단자에 체결함으로써 간편하게 설치될 수 있다.That is, the first terminal 320 of the air-fuel ratio correction device 30 is fastened to the sensor side terminal 101 of the ECU 10, and the second terminal 330 of the air-fuel ratio correction device 30 is connected to the oxygen sensor 16. It can be easily installed by fastening to the ECU 10 side terminal.

보정부(310)는 산소센서(16)로부터 ECU(10)로 전달되는 산소측정신호(OS)를 보정하여 보정된 산소측정신호(OS')를 ECU(10)로 전달할 수 있다.The correction unit 310 may correct the oxygen measurement signal OS transmitted from the oxygen sensor 16 to the ECU 10 and transmit the corrected oxygen measurement signal OS 'to the ECU 10.

이어, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)의 보정 방식을 상세히 설명한다.Next, a correction method of the air-fuel ratio correcting apparatus 30 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)가 ECU(10)와 산소센서(16) 사이에 전기 회로적으로 연결된 모습을 도시하는 개략도이다.5 is a schematic diagram showing a state in which the air-fuel ratio correcting device 30 according to an embodiment of the present invention is electrically connected between the ECU 10 and the oxygen sensor 16.

도 5를 참조하면, 산소센서(16)는 지르코늄을 이용하여 제조되는 광대역 산소센서(16)로 예시되었다.Referring to FIG. 5, the oxygen sensor 16 is illustrated as a broadband oxygen sensor 16 manufactured using zirconium.

산소센서(16)는 두 개의 기준전극(163) 및 그 사이에 배치된 네른스트셀(162)을 포함한다. 네른스트셀(162)은 내부에 배기의 일부가 확산된 확산 셀과 외기의 산소 농도차에 상응하는 전압 신호를 생성한다.The oxygen sensor 16 includes two reference electrodes 163 and a Nernst cell 162 disposed between them. The Nernst cell 162 generates a voltage signal corresponding to a difference in oxygen concentration between the diffusion cell in which a part of the exhaust is diffused and the outside air.

일반적으로 확산 셀 내의 기체의 분포가 람다 값 1에 상응할 때, 즉, 휘발유를 연료로 사용했다면 이론 공연비에 가까운 공연비를 가질 때, 네른스트셀(162) 양단의 전극에는 0.45V(450mV)의 전압차가 발생된다. 이 전압차는 제1 라인(L1) 및 제2 라인(L2)을 통해 ECU(10)로 전달될 수 있고, ECU(10)는 제1 및 제2 라인(L2) 사이의 전압 차를 판독할 수 있다.Generally, when the distribution of gas in the diffusion cell corresponds to a lambda value of 1, that is, when gasoline is used as fuel, when the gas has an air-fuel ratio close to the theoretical air-fuel ratio, a voltage of 0.45 V (450 mV) is applied to the electrodes across the Nernst cell 162. Tea is generated. This voltage difference may be transmitted to the ECU 10 through the first line L1 and the second line L2, and the ECU 10 may read the voltage difference between the first and second lines L2. have.

산소센서(16)는 또한 두 개의 펌핑전극(165) 및 그 사이에 배치된 펌핑셀(164)을 포함한다. 펌핑셀(164)은 그 내부를 관통하는 관통기공(166)을 포함하고, 관통기공(166)을 통해 확산셀(168)은 배기와 연통된다.The oxygen sensor 16 also includes two pumping electrodes 165 and a pumping cell 164 disposed therebetween. The pumping cell 164 includes a through hole 166 penetrating therein, and through the through hole 166, the diffusion cell 168 communicates with the exhaust.

펌핑전극(165)에 전압이 인가되면 또는 펌핑셀(164)을 통해 전류가 흐르면 전류의 방향 및 크기에 상응하여 배기의 일부가 확산셀(168) 내부로 유입되거나 확산셀(168) 내부의 기체가 배기로 유출될 수 있다.When a voltage is applied to the pumping electrode 165 or when a current flows through the pumping cell 164, a part of the exhaust flows into the diffusion cell 168 or gas inside the diffusion cell 168 according to the direction and size of the current. Can be discharged into the exhaust.

아울러 배기는 관통기공(166)을 확산셀(168) 내부로 지속적으로 확산되려는 경향을 가질 수 있다.In addition, the exhaust may have a tendency to continuously diffuse through-hole 166 into the diffusion cell 168.

ECU(10)는 확산셀(168) 내부의 람다 값이 1이 되도록, 즉, 네른스트셀(162) 양단 전압이 450mV를 갖도록 펌핑셀(164)에 흐르는 전류를 피드백 제어할 수 있다.The ECU 10 may feedback control the current flowing through the pumping cell 164 so that the lambda value inside the diffusion cell 168 becomes 1, that is, the voltage across the Nernst cell 162 has 450 mV.

가령, 배기에 포함된 산소 농도가 낮은 경우, 즉, 연료가 농후(rich)한 상태일 때, 농후한 배기는 확산셀(168) 내부로 확산될 것이다. 농후한 배기의 확산에 따라 확산 셀 내부의 기체의 람다 값이 1 보다 작아 질 때, 네른스트셀(162) 양단의 전압은 450mV 보다 크거나 작아 질 것이다. 이 경우, ECU(10)는 펌핑셀(164)에 흐르는 전류를 조절하여 배기의 일산화탄소 및 이산화탄소 등을 환원하여 확산셀(168) 내부로 유입시키며, 이로써 확산셀(168) 내부의 람다 값은 1의 값을 갖도록 피드백 제어될 수 있다.For example, when the oxygen concentration included in the exhaust is low, that is, when the fuel is rich, the rich exhaust will diffuse into the diffusion cell 168. When the lambda value of the gas inside the diffusion cell becomes smaller than 1 according to the diffusion of the rich exhaust, the voltage across the Nernst cell 162 will be greater or less than 450 mV. In this case, the ECU 10 regulates the current flowing through the pumping cell 164 to reduce carbon monoxide and carbon dioxide, etc. of the exhaust and flows them into the diffusion cell 168, whereby the lambda value inside the diffusion cell 168 is 1 Feedback can be controlled to have a value of.

구체적으로, ECU(10)는 두 개의 펌핑전류라인, 즉, 제3 라인(L3) 및 제4 라인(L4)을 통해 두 개의 펌핑전극에 연결될 수 있고, ECU(10), 제3 라인(L3), 펌핑전극, 펌핑셀(164) 및 제4 라인(L4)으로 이루어진 폐루프를 흐르는 전류의 크기 또는 펌핑전극 양단의 전압의 크기를 조절할 수 있다.Specifically, the ECU 10 may be connected to two pumping electrodes through two pumping current lines, that is, the third line L3 and the fourth line L4, and the ECU 10 and the third line L3 ), The size of the current flowing through the closed loop consisting of the pumping electrode, the pumping cell 164 and the fourth line L4, or the voltage of both ends of the pumping electrode.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)는 전류원(310)의 형태로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 공연비 보정장치(30)는 제3 라인(L3)에 연결되는 제1 노드 및 제4 라인(L4)에 연결되는 제2 노드 및 제1 노드 및 제2 노드에 연결된 전류원(310)을 포함할 수 있다. 즉, 전류원(310)은 제3 라인(L3) 및 제4 라인(L4) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the air-fuel ratio correcting device 30 according to an embodiment of the present invention may be formed in the form of a current source 310. Specifically, the air-fuel ratio correction device 30 includes a first node connected to the third line L3 and a second node connected to the fourth line L4 and a current source 310 connected to the first node and the second node. It can contain. That is, the current source 310 may be electrically connected between the third line L3 and the fourth line L4.

본 발명에 따르면, 공연비 보정장치(30)에 의해 ECU(10)로 유입되어 유출되는 전류의 크기와 펌핑셀(164)로 유입되어 유출되는 전류의 크기가 달라질 수 있다.According to the present invention, the size of the current flowing into and out of the ECU 10 by the air-fuel ratio correcting device 30 and the size of the current flowing into and out of the pumping cell 164 may be changed.

전류원(310)은 일정한 전류를 흐르도록 설계된 상용의 소자로 구성될 수 있고, 그 구조나 형태는 제한되지 않는다.The current source 310 may be configured as a commercial element designed to flow a constant current, and its structure or shape is not limited.

ECU(10)는 펌핑전류를 발생시키는 전류발생소자를 포함하고, 이 전류발생소자는 측정된 네른스트셀(162) 사이의 전압에 상응하는 특정한 전류값을 생성하는 소자로 이루어질 수 있다.The ECU 10 includes a current generating element that generates a pumping current, and the current generating element may be composed of an element that generates a specific current value corresponding to the measured voltage between the Nernst cells 162.

따라서, 펌핑셀(164)로 유입되는 전류는 ECU(10)로부터 제공되는 펌핑전류와 전류원(310)으로부터 제공되는 전류는 산술적으로 합해져 펌핑셀(164)로 전달된다. 즉, 펌핑셀(164)로 제공되는 전류는 전류원(310)에서 생성된 일정한 전류만큼 오프셋되어 전달될 수 있다.Accordingly, the current flowing into the pumping cell 164 is arithmetically combined with the pumping current provided from the ECU 10 and the current provided from the current source 310 and transferred to the pumping cell 164. That is, the current provided to the pumping cell 164 may be delivered offset by a constant current generated by the current source 310.

도 6은 배기의 람다 값이 목표 값과 다를 때 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)의 작용을 예시적으로 나타내는 회로도이다.6 is a circuit diagram exemplarily showing the operation of the air-fuel ratio correcting device 30 according to an embodiment of the present invention when the lambda value of the exhaust is different from the target value.

도 6을 참조하면, 예를 들어, 확산셀(168) 내 기체의 람다 값이 1에 대응되지 않을 때, ECU(10)는 확산셀(168) 내 기체의 람다 값이 1이 되도록 펌핑 셀에 상응하는 전류를 인가시킬 것이다. 도시된 예와 같이, 이 때, ECU(10)가 인가하는 전류가 1mA라고 가정한다면, 1mA의 전류가 전류원(310)의 작용에 의해 ECU(10) 및 전류원(310)이 형성하는 폐루프를 순환할 것이며, 이에 따라, 확산 셀에는 어떠한 전류도 인가되지 않을 것이다.Referring to FIG. 6, for example, when the lambda value of the gas in the diffusion cell 168 does not correspond to 1, the ECU 10 is connected to the pumping cell such that the lambda value of the gas in the diffusion cell 168 is 1. The corresponding current will be applied. As shown in the illustrated example, at this time, assuming that the current applied by the ECU 10 is 1 mA, the current of 1 mA is closed loop formed by the ECU 10 and the current source 310 by the action of the current source 310. It will cycle, and accordingly, no current will be applied to the diffusion cell.

즉, 이 경우, 배기는 그대로 확산셀(168) 내로 확산될 것이므로, 배기의 람다 값과 확산셀(168) 내의 람다 값은 동일하거나 거의 유사할 것이다.That is, in this case, since the exhaust will be diffused into the diffusion cell 168 as it is, the lambda value of the exhaust and the lambda value in the diffusion cell 168 will be the same or almost similar.

아울러, 이때 ECU(10)는 확산셀(168) 내의 람다 값이 1이 아니므로, 엔진으로 공급되는 연료의 비율을 증가 또는 감소시킨다.In addition, since the lambda value in the diffusion cell 168 is not 1 at this time, the ECU 10 increases or decreases the proportion of fuel supplied to the engine.

이에 상응하여 배기의 람다 값 및 확산셀(168) 내부 기체의 람다 값은 증가 또는 감소할 것이고, ECU(10)는 확산셀(168) 내부 기체의 람다 값에 맞추어 연료의 비율을 증가 또는 감소시킬 것이다.Correspondingly, the lambda value of the exhaust and the lambda value of the gas inside the diffusion cell 168 will increase or decrease, and the ECU 10 will increase or decrease the proportion of fuel in accordance with the lambda value of the gas inside the diffusion cell 168. will be.

이러한 피드백 과정은 확산셀(168) 내의 기체의 람다 값이 1이 될 때까지 수행될 것이다.This feedback process will be performed until the lambda value of the gas in the diffusion cell 168 becomes 1.

도 7은 CNG 연료가 이론적 최적 공연비를 가질 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)의 작용을 예시적으로 나타내는 회로도이다.7 is a circuit diagram exemplarily showing the operation of the air-fuel ratio correcting device 30 according to an embodiment of the present invention when the CNG fuel has a theoretical optimal air-fuel ratio.

도 7을 참조하면, 확산셀(168) 내의 람다 값이 1에 도달한다면, ECU(10)는 공연비가 휘발유 차량의 이론적 최적 공연비에 도달한 것으로 간주할 것이다.Referring to FIG. 7, if the lambda value in the diffusion cell 168 reaches 1, the ECU 10 will consider that the air-fuel ratio has reached the theoretical optimal air-fuel ratio of the gasoline vehicle.

이에, ECU(10)는 펌핑셀(164)의 펌핑을 중단시키는 전기 신호, 예를 들어, 0mA의 전류를 펌핑셀(164)에 제공하려 할 것이다.Accordingly, the ECU 10 will attempt to provide the pumping cell 164 with an electric signal that stops pumping of the pumping cell 164, for example, a current of 0 mA.

아울러, 현재의 공연비를 유지하려는 작용, 즉, 연료의 비율을 현재 상태로 유지하려는 작용을 수행할 것이다.In addition, an operation to maintain the current air-fuel ratio, that is, an operation to maintain the ratio of fuel to the current state will be performed.

그럼에도 불구하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)의 전류원(310)은 미리결정된 오프셋 값에 상응하는 전류, 예를 들어, 1mA를 펌핑셀(164)에 제공할 수 있다.Nevertheless, the current source 310 of the air-fuel ratio correcting device 30 according to an embodiment of the present invention may provide a current corresponding to a predetermined offset value, for example, 1 mA to the pumping cell 164.

이로써, 전류원(310)과 펌핑셀(164)이 형성하는 폐루프 상에는 미리 결정된 오프셋 값에 상응하는 전류가 흐르게 되며 펌핑셀(164)은 배기의 일산화탄소 및 이산화탄소를 환원하여 산소를 확산셀(168) 내부로 펌핑할 것이다.Accordingly, a current corresponding to a predetermined offset value flows on the closed loop formed by the current source 310 and the pumping cell 164, and the pumping cell 164 reduces carbon monoxide and carbon dioxide in the exhaust to diffuse oxygen to the diffusion cell 168 Will pump inside.

도 7에 도시된 상태가 평행 상태(equilibrium state)라고 가정하면, 즉, 확산셀(168) 내부 기체와 배기의 농도 차이에 따른 확산력과 펌핑셀(164)이 작용하는 펌핑력이 평형을 이룰 것이다.Assuming that the state shown in FIG. 7 is an equilibrium state, that is, the diffusion force according to the difference between the concentration of the gas and the exhaust inside the diffusion cell 168 and the pumping force acting on the pumping cell 164 will be balanced. .

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)에 의해, 배기의 람다 값이 목표값, 예를 들어, CNG의 최적 공연비 상응하는 람다 값인1.05에 도달할 때, 배기의 람다 값과 확산셀(168) 내의 람다 값은 미리 결정된 오프셋 값, 예를 들어, 0.05를 유지할 수 있다.Accordingly, when the air-fuel ratio correcting device 30 according to an embodiment of the present invention reaches the lambda value of exhaust to a target value, for example, the optimal air-fuel ratio of CNG, the lambda value corresponding to 1.05, The lambda value in the diffusion cell 168 may maintain a predetermined offset value, for example, 0.05.

즉, 기존의 ECU(10) 및 산소센서(16)가 확산셀(168) 내의 람다 값이 1일 때 최적의 공연비를 갖도록 세팅된 상태에서, 공연비 보정장치(30)는 확산셀(168) 및 배기 사이의 람다 값이 미리결정된 값만큼 오프셋 되도록 펌핑 셀에 편향(BIASING) 전류를 제공한다.That is, when the existing ECU 10 and the oxygen sensor 16 are set to have an optimum air-fuel ratio when the lambda value in the diffusion cell 168 is 1, the air-fuel ratio correcting device 30 includes a diffusion cell 168 and A BIASING current is provided to the pumping cell so that the lambda value between exhausts is offset by a predetermined value.

따라서, 본 발명에 따르면, 상용 휘발유 차량을 기준으로 세팅된 산소센서(16) 및 ECU(10) 의 설정 변경 없이, 간편하게 공연비 보정 장치를 추가함으로써, ECU(10)가 도달하려고 하는 목표 람다 값을 사용 연료에 맞추어 보정할 수 있는 장점이 있다.Therefore, according to the present invention, by adding the air-fuel ratio correction device without changing the settings of the oxygen sensor 16 and the ECU 10 set based on a commercial gasoline vehicle, the target lambda value that the ECU 10 tries to reach is determined. It has the advantage of being able to compensate for the fuel used.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)를 예시적으로 나타내는 회로도이다.8 is a circuit diagram exemplarily showing an air-fuel ratio correcting device 30 according to another embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공연비 보정장치(30)를 예시적으로 나타내는 회로도이다.9 is a circuit diagram exemplarily showing an air-fuel ratio correcting device 30 according to another embodiment of the present invention.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 공연비 보정장치(30)는 트림 저항을 더 포함할 수 있다.8 and 9, the air-fuel ratio correcting device 30 according to other embodiments of the present invention may further include a trim resistor.

트림 저항(320, 322)은 ECU(10) 및 전류원(310)이 형성하는 폐루프(도 8의 실시예), 전류원(310)과 펌핑셀이 형성하는 폐루프(도 9의 실시예) 및 전술한 두 폐루프 모두에 추가될 수 있다.The trim resistors 320 and 322 include a closed loop formed by the ECU 10 and a current source 310 (the embodiment of FIG. 8), a closed loop formed by the current source 310 and a pumping cell (the embodiment of FIG. 9), and It can be added to both the closed loops described above.

트림 저항(320, 322)은 펌핑셀(164)의 고유 특성(유효 저항) 공차를 보상하거나 공차의 영향을 줄이기 위해 설치될 수 있다.The trim resistors 320 and 322 may be installed to compensate for an inherent characteristic (effective resistance) tolerance of the pumping cell 164 or to reduce the influence of the tolerance.

앞서 설명한 실시예들에서, 본 발명에 따른 공연비 보정 장치 및 이를 포함하는 자동차는 휘발유 자동차의 전자제어식 공연비 제어 시스템을 압축천연가스 자동차에 적용한 것을 전제로 설명되었다.In the above-described embodiments, the air-fuel ratio correction device according to the present invention and a vehicle including the same have been described on the premise that the electronically controlled air-fuel ratio control system of a gasoline vehicle is applied to a compressed natural gas vehicle.

그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 어떠한 하나의 연료를 임의의 다른 대체 연료를 사용하기 위해 개조할 수 있는 대부분의 응용에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 천연가스뿐만 아니라 바이오메스 등 다른 대체 연료를 사용하는 것에도 그대로 적용할 수 있다.However, the present invention is not limited to this. The invention can be applied to most applications where any one fuel can be retrofitted to use any other alternative fuel. For example, the present invention can be applied to natural gas as well as other alternative fuels such as biomass.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present embodiment, and those skilled in the art to which this embodiment belongs may be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical spirit of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of the present embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.

Claims (9)

엔진;
보정된 산소측정신호를 기초로 엔진제어신호를 생성하는 제1 엔진제어부;
상기 제1 엔진제어부의 엔진제어신호를 기초로 수정 엔진제어신호를 생성하는 제2 엔진제어부;
상기 수정 엔진제어신호에 따라 상기 엔진에 공급되는 연료의 공연비를 조절하는 연료공급부;
배기로부터 공연비의 람다 값에 상응하는 산소측정신호를 생성하는 산소센서; 및
상기 산소측정신호를 미리결정된 오프셋 값만큼 보정하는 공연비 보정장치를 포함하되,
상기 제1 엔진제어부는 상기 산소센서의 네른스트셀과 제1 라인 및 제2 라인으로 연결되며, 상기 산소센서의 펌핑셀과 제3 라인 및 제4 라인으로 연결되고,
상기 공연비 보정장치는,
상기 제1 엔진제어부의 센서측 단자에 체결되는 제1 단자,
상기 산소센서의 제1 엔진제어부측 단자에 체결되는 제2 단자 및
상기 제1 엔진제어부로부터 상기 산소센서의 펌핑셀에 공급되는 펌핑전류를 증가 또는 감소시키도록 일정한 크기의 전류를 발생시키는 전류원을 포함하고,
상기 전류원은 상기 제3 라인 및 상기 제4 라인의 사이에서 상기 제1 엔진제어부와 전기적으로 연결되
는 자동차.
engine;
A first engine control unit generating an engine control signal based on the corrected oxygen measurement signal;
A second engine control unit generating a modified engine control signal based on the engine control signal of the first engine control unit;
A fuel supply unit configured to adjust an air-fuel ratio of fuel supplied to the engine according to the modified engine control signal;
An oxygen sensor generating an oxygen measurement signal corresponding to the lambda value of the air-fuel ratio from the exhaust; And
An air-fuel ratio correction device for correcting the oxygen measurement signal by a predetermined offset value,
The first engine control unit is connected to the Nernst cell of the oxygen sensor by a first line and a second line, and is connected by a pumping cell of the oxygen sensor by a third line and a fourth line,
The air-fuel ratio correction device,
A first terminal fastened to the sensor-side terminal of the first engine control unit,
A second terminal fastened to a terminal of the first engine control unit of the oxygen sensor, and
It includes a current source for generating a current of a constant size to increase or decrease the pumping current supplied to the pumping cell of the oxygen sensor from the first engine control unit,
The current source is electrically connected to the first engine control unit between the third line and the fourth line.
Car.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 제3 라인 및 제4 라인 중 하나 이상에 연결되는 트림 저항을 더 포함하는 자동차.The vehicle of claim 1, further comprising a trim resistor connected to one or more of the third and fourth lines. 제1 항에 있어서,
상기 산소센서는 광대역 산소센서로 구성되고,
상기 배기의 람다 값과 상기 광대역 산소센서의 확산셀 내의 기체의 람다 값은 상이한 값을 갖는 자동차.
According to claim 1,
The oxygen sensor is composed of a broadband oxygen sensor,
A vehicle having a difference between the lambda value of the exhaust and the gas value of the gas in the diffusion cell of the broadband oxygen sensor.
제1 항에 있어서,
상기 연료는 압축천연가스이고,
상기 보정된 산소측정신호는 배기의 람다 값이 1.04 내지 1.06일 때 상기 제1 엔진제어부가 공연비를 유지하게 하는 신호인 자동차.

According to claim 1,
The fuel is compressed natural gas,
The calibrated oxygen measurement signal is a vehicle that causes the first engine control unit to maintain an air-fuel ratio when the lambda value of the exhaust is 1.04 to 1.06.

삭제delete 삭제delete
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116180A (en) * 2001-07-05 2002-04-19 Denso Corp Gas concentration detector and gas concentration sensor used therefor
JP2004150411A (en) * 2002-11-01 2004-05-27 Aisan Ind Co Ltd Gasoline alternate fuel injection control device of engine
JP2015113813A (en) * 2013-12-13 2015-06-22 株式会社ニッキ Fuel supply method of gasoline alternative fuel engine
JP2015132236A (en) * 2014-01-15 2015-07-23 株式会社デンソー Internal combustion engine fuel injection control system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116180A (en) * 2001-07-05 2002-04-19 Denso Corp Gas concentration detector and gas concentration sensor used therefor
JP2004150411A (en) * 2002-11-01 2004-05-27 Aisan Ind Co Ltd Gasoline alternate fuel injection control device of engine
JP2015113813A (en) * 2013-12-13 2015-06-22 株式会社ニッキ Fuel supply method of gasoline alternative fuel engine
JP2015132236A (en) * 2014-01-15 2015-07-23 株式会社デンソー Internal combustion engine fuel injection control system

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