KR19980025496A - 자동차 엔진의 산소센서 히팅 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 산소센서 히팅 제어장치에 관한 것으로 특히, 소정 프로그램을 통해 자동차 전장부의 전반적인 제어기능을 수행하는 엔진 전자제어 유니트(1) 내부에 산소센서(2)의 히터온도가 시동시 엔진 내부의 이슬점 보다 늦게 가열되도록 제어하는 히터 제어부(11)를 개재하여 주므로써, 산소센서가 과열로 인한 파괴를 미연에 방지할 수 있음과 동시에 OBD-Ⅱ 모니터링의 문제까지도 해결할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

자동차 엔진의 산소센서 히팅 제어장치

본 발명은 자동차 엔진의 산소센서 히팅 제어장치에 관한 것이다.

더욱 상세히는, 자동차의 엔진내부에 설치되어 엔진의 공연비가 이론 공연비 보다 농후한 상태인지를 검출하는 산소센서가 엔진 내부의 이슬점으로 인해 증발되는 수증기에 의해 파괴되는 것을 방지키 위해 산소센서가 일정온도 이하를 유지할 수 있도록 한 자동차 엔진의 산소센서 히팅 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 산소센서(O2 센서라고도 함)는 자동차 엔진의 배기가스 중에 포함된 산소량을 전기적인 신호로 검출하는 센서로써, 공연비가 이론 공연비 보다 농후한 상태를 조사하는 것이다.

또, 엔진에 공급되는 혼합기의 공연비가 이론 공연비 보다 다를 경우 삼원촉매의 배기가스 정화능력이 격감됨에 따라 산소센서가 배기가스 중 산소농도를 점검하고 공연비가 이론 공연비인가 아닌가를 연속적으로 점검하여 공연비를 조정한다.

또한, 지르코니아관이라고 하는 화학실험에 사용되는 시험관과 같은 모양의 지르코니아로 된 관 외측을 배기가스에, 내측을 외기에 닿도록 배기관에 설치하여 관 내외의 전압을 측정하면 이론 공연비 부근에서 전압이 급격히 변화하는 현상을 이용하는 지르코니아 산소센서가 가정 널리 사용되지만 고순도의 티타니아를 사용하는 티타니아 센서를 사용하는 경우도 있다.

한편, 종래 자동차(특히 북미 수출중인 자동차)의 엔진 내부에 설치된 산소센서의 히터는 그 온도제어가 전혀 이루어지지 않도록 구성되어져 있었다.

따라서, 소정의 히터가 내장된 상기 산소센서가 엔진의 내부에 존재하는 이슬 및 물의 증발에 의해 발생되는 수증기로 인해 산소센서의 내부소자가 파괴되는 문제점이 발생되어 OBD-Ⅱ 모니터링이 않되는 경우가 발생되었다.

즉, 엔진의 내부에 존재하는 물방울이 차동차의 시동으로 인해 온도가 상승할시 엔진의 내부에 장착된 산소센서의 히터도 상승하게 되므로, 산소센서 내부의 히터 온도가 물방울이 증발(이슬점 : 50℃)되는 온도 보다 먼저 올라가게 되어 히터를 구성하고 있는 세라믹이 활성화 온도인 350℃이상으로 가열되어 소자가 파손되는 문제점이 있는 것이다.

도 1 은 본 발명 장치의 블럭 구성도,

도 2 는 산소센서에 대한 출력 특성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 엔진 전자제어 유니트2 : 산소센서

11 : 히터 제어부

상기한 본 발명의 목적은, 히터를 구비하고 자동차의 엔진내부에 설치되어 엔진의 공연비가 이론 공연비 보다 농후한 상태인지를 검출하는 산소센서의 제어장치를 구성함에 있어서, 소정 프로그램을 통해 자동차 전장부의 전반적인 제어기능을 수행하는 엔진 전자제어 유니트내부에 상기 산소센서의 히터온도가 시동시 엔진 내부의 이슬점 보다 늦게 가열되도록 제어하는 히터 제어부를 개재하여 주므로써 달성된다.

상기한 본 발명에 의하면, 엔진내에 설치된 산소센서의 히터온도를 자동차의 시동시 이슬점 보다 늦게 가열되도록 제어하므로써, 엔진 내부의 이슬이 수증기로 증발된 후 산소센서가 가열되므로 과열로 인한 파괴를 미연에 방지할 수 있어 OBD-Ⅱ 모니터링의 문제까지도 해결할 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명 장치에 대한 실시예를 나타낸 것으로써, 히터를 구비하고 자동차의 엔진내부에 설치되어 엔진의 공연비가 이론 공연비 보다 농후한 상태인지를 검출하는 산소센서(2)의 제어장치를 구성함에 있어서, 소정 프로그램을 통해 자동차 전장부의 전반적인 제어기능을 수행하는 엔진 전자제어 유니트(1) 내부에 상기 산소센서(2)의 히터온도가 시동시 엔진 내부의 이슬점 보다 늦게 가열되도록 제어하는 히터 제어부(11)를 개재시켜서 된 것을 특징으로 한다.

이와같은 구성을 갖는 본 발명 장치에서 사용되는 산소센서(2)는 종래의 자동차에서 사용하는 것과 동일한 것으로, 자동차 엔진의 배기가스 중에 포함된 산소량을 전기적인 신호(즉, 전압)로 검출하여 엔진의 전자제어 유니트(1)로 입력시켜 주게 되므로 상기 전자제어 유니트(1)에서 이 값을 타 전장품의 제어에 이용하게 된다.

이때, 상기 산소센서(2)에서 배기가스 중에 포함된 산소량을 검출하는 전압(E)은 다음 공식에 의해 검출된다.

여기서 R은 기체상수 8.31(J/mol 0K)

T는 절대온도(0K)

F는 파라데이정수 9.65 X 104 (C/mol)

PO2는 배출가스중의 산소분압(Pa)

PO2는 대기중의 산소분압(Pa)

이와같은 공식에 의해 상기 산소센서(2)는 공기가 연료보다 많을시(Lean) 도 2 와 같이 0-0.2V를 검출전압으로 나타나고, 공기가 연료보다 적을시에는(Rich) 0.6-0.9V의 검출전압을 나타내게 되는데, 상기 산소센서(2)의 최대 기전력은 1V를 나타낸다.

한편, 소정 프로그램을 통해 자동차 전장부의 전반적인 제어기능을 수행하는 상기 엔진 전자제어 유니트(1)에 내장된 히터 제어부(11)에서는 자동차의 엔진에 시동이 걸려져 엔진의 온도가 상승하고 있을시, 상기 엔진의 온도가 이슬점(즉; 50℃)에 이르를 때 까지는 산소센서(2)의 히터 온도가 많이 상승되지 않도록 제어하게 된다.

즉, 자동차에 시동이 걸릴시 상기 산소센서(2)의 히터온도가 엔진 내부의 온도가 이슬점에 이르를 때 까자 늦추어 가열시켜 주므로 엔진 내부의 이슬이 수증기로 증발된 후 산소센서가 가열되어 과열로 인한 파괴를 미연에 방지할 수 있음은 물론 OBD-Ⅱ 모니터을 해결할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 자동차 전장부의 전반적인 제어기능을 수행하는 엔진 전자제어 유니트내에 설치한 히터 제어부에서 엔진내에 설치된 산소센서의 히터온도를 자동차의 시동시 이슬점 보다 늦게 가열되도록 제어하므로써, 엔진 내부의 이슬이 수증기로 증발된 후 산소센서가 가열되므로 산소센서가 과열로 인한 파괴를 미연에 방지할 수 있음과 동시에 OBD-Ⅱ 모니터링의 문제까지도 해결할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

본 발명은 자동차의 엔진내부에 설치되어 엔진의 공연비가 이론 공연비 보다 농후한 상태인지를 검출하는 산소센서의 히터온도를 자동차의 시동시 이슬점 보다 늦게 가열되도록 제어하여 엔진 내부의 이슬점으로 인해 증발되는 수증기에 의해 산소센서가 파괴되는 것을 미연에 방지시킬 수 있음은 물론, OBD-Ⅱ 모니터링의 문제를 해결할 수 있는 자동차 엔진의 산소센서 히팅 제어장치를 제공하는 데 있다.

Claims (1)

1. 히터를 구비하고 자동차의 엔진내부에 설치되어 엔진의 공연비가 이론 공연비 보다 농후한 상태인지를 검출하는 산소센서(2)의 제어장치를 구성함에 있어서, 소정 프로그램을 통해 자동차 전장부의 전반적인 제어기능을 수행하는 엔진 전자제어 유니트(1) 내부에 상기 산소센서(2)의 히터온도가 시동시 엔진 내부의 이슬점 보다 늦게 가열되도록 제어하는 히터 제어부(11)를 개재시켜서 된 것을 특징으로 하는 자동차 엔진의 산소센서 히팅 제어장치.