KR19980038809A - 산소센서의 열화 점검장치 및 그 동작 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산소센서의 열화 점검장치 및 그 동작 제어방법에 관한 것으로서, 종래에는 산소센서의 단선정도만을 확인할 수 있다는 점을 감안하여 배기관(200)의 배기가스 중의 산소량을 감지하는 두 개의 산소센서(300)(400)와, 흡기다기관의 진공변동에 따른 흡입 공기량을 검출하는 MAP센서(800;Manifold Absolute Pressure Sensor)와, 흡입 공기량에 대응하는 기준차이값(IOR)을 독출하여 이를 산소량의 차이값과 대비한 결과 차이값이 허용범위 이상일 때 산소센서(300)의 응답시간에 의해 열화상태를 점검하는 엔진 전자 제어장치(700)와, 산소센서(300) 열화시 교환시기를 디스플레이하는 디스플레이부(600)를 구성함으로써, 산소센서의 열화상태를 판단하고, 이를 알리기위한 메시지를 출력하여 산소센서의 교환시기를 알 수 있는 것이다.

Description

산소센서의 열화 점검장치 및 그 동작 제어방법.

본 발명은 산소센서의 열화 점검장치 및 그 동작 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산소센서의 열화상태, 즉 산소센서의 측정상태를 확인하여 열화여부를 확인하고, 이를 표시할 수 있도록 하는 산소센서의 열화 점검장치 및 그 동작 제어방법에 관한 것이다.

엔진에 연료를 공급하는 연료공급장치를 도 1에 의해 살펴보면, 다음과 같다. 여기서 101은 전동 연료펌프, 102는 연료 필터(Fuel Filter), 103은 에어 플로미터, 104는 연료압 조절기, 105는 공기 조절기, 106은 트로틀 포지션 스위치, 107은 냉각수온 센서, 108은 연료 분사기, 109는 산소센서, 110은 엔진 전자 제어장치이다.

이러한 구성을 갖는 연료 공급장치는 연료탱크에 저장되어있는 연료를 전동 연료펌프(101)에 의해 연료 필터(102)를 거쳐 연료 조절기(104)에 공급하면, 엔진 전자 제어장치(110)의 제어로 연료 분사기(108)가 동작하여 연료압 조절기(104)에서 공급되는 연료를 실린더에 공급한다. 이에따라 실린더 내에서 폭발동작이 행해지면서 동력을 발생한다. 이때 엔진 전자 제어장치(110)는 냉각수온 센서(107)에 의해 검출되는 냉각수의 온도와, 드로틀 포지션 스위치(106)에 의해 검출되는 드로틀 밸브의 위치, 산소센서(109)에 의해 검출되는 배기가스의 산소량 등에 의해 실린더에 분사하고자 하는 분사량을 결정하고, 이에 대응되게 연료 분사기(108)를 동작시켜 연료를 공급한다.

특히, 엔진 전자 제어장치(110)는 산소센서(109)에 의해 검출되는 배기가스 중의 포함되어있는 산소량에 의해 실린더에 공급되는 연료량을 결정하고, 연료 분사기(108)를 동작시켜 실린더에 공급되는 연료량을 최적량으로 조절한다. 이를 도 2와 도 3에 의해 보다 상세히 살펴보면, 산소센서(109)에 의해 검출되는 배기가스 중의 산소량이 농후하게 검출되는 경우에는 엔진 전자 제어장치(110)는 트로틀 밸브의 작동상태를 제어함과 동시에 연료 분사기(109)의 동작을 제어하여 실린더에 공급되는 연료량을 도 3과 같이 조절한다. 또한, 배기가스 중의 산소량이 희박하게 검출되는 경우에는 엔진 전자 제어장치(110)는 트로틀 밸브의 작동을 제어함과 동시에 연료 분사기(109)의 동작을 제어하여 실린더에 공급되는 연료량을 도 3과 같이 조절하여 배기가스 중의 유해성분을 제거한다.

그러나, 산소센서의 열화나 고장으로 인하여 배기가스 중의 산소량을 정확하게 검출하지 못하는 경우에는 엔진 전자 제어장치가 실린더에 공급되는 연료량을 정확하게 조절하지 못하므로 배기가스 중에 유해성분이 포함되어 배출된다. 이를 감안하여 산소센서의 정상 동작여부를 확인하게 되는데, 이때 확인되는 것은 엔진 전자 제어장치에 연결되어 있는 산소센서의 단선정도만을 확인하여 산소센서의 정상여부를 판정함으로 실질적인 산소센서의 열화상태를 확인하지 못한다.

본 발명은 상기한 제반 결점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 산소센서의 열화상태, 즉 산소센서에 의해 검출되는 산소량에 의해 산소센서의 열화여부를 판정하고, 이를 알리는 메시지를 출력하도록 하는 산소센서의 열화 점검장치 및 그 동작 제어방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 진단모드시 두 개의 산소센서에 의해 배기가스 중의 산소량을 감지하는 제 1단계와, 흡기다기관의 흡입공기량을 감지하는 제 2단계와, 흡기다기관의 흡입 공기량에 대응하는 두 개의 산소센서에 의해 검출되는 산소량의 기준차이값을 독출하는 제 3단계와, 두 개의 산소센서에 의해 감지되는 산소량의 차이값과 기준차이값을 대비하는 제 4단계와, 대비결과 이들간의 차이값이 허용범위를 벗어났을 때 산소센서에 열화점검용 신호를 출력하고 응답시간을 체크하는 제 4단계와, 응답시간에 따라 산소센서의 열화상태를 판단하고 이를 알리는 메시지를 출력하는 제 5단계를 수행하도록 이루어짐을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 배기관의 배기가스 중의 산소량을 감지하도록 되어있는 두 개의 산소센서와, 흡기다기관의 진공변동에 따른 흡입 공기량을 검출하도록 되어있는 MAP센서와, 흡입 공기량에 대응하는 기준차이값을 독출하여 이를 산소량의 차이값과 대비한 결과 차이값이 허용범위 이상일 때 산소센서의 응답시간에 의해 열화상태를 점검하도록 되어있는 엔진 전자 제어장치와, 산소센서 열화시 교환시기를 디스플레이하도록 되어있는 디스플레이부로 구성되어짐을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 연료 공급장치를 도시한 개략 구성도,

도 2는 시간경과에 따라 산소센서에 의해 감지되는 산소량을 도시한 그래프,

도 3은 산소량의 변화에 따른 연료의 변화량을 보인 그래프,

도 4는 본 발명의 목적을 달성하기위한 블록 구성도,

도 5는 본 발명의 동작상태를 보인 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 실린더 200 : 배기관

300 : 산소센서 400 : 산소센서

500 : 3차원 배기가스 정화장치 600 : 디스플레이부

700 : 엔진 전자 제어장치 800 : MAP센서

900 : 메모리부

본 발명의 일 실시예에 따른 구성은 도 4에 도시한 것처럼, 배기관(200)의 배기가스 중의 산소량을 감지하는 두 개의 산소센서(300)(400)와, 흡기다기관의 진공변동에 따른 흡입 공기량을 검출하는 MAP센서(800;Manifold Absolute Pressure Sensor)와, 흡입 공기량에 대응하는 기준차이값을 독출하여 이를 산소량의 차이값과 대비한 결과 차이값이 허용범위 이상일 때 산소센서(300)의 응답시간에 의해 열화상태를 점검하는 엔진 전자 제어장치(700)와, 산소센서(300) 열화시 교환시기를 디스플레이하는 디스플레이부(600)로 구성된다.

도 5는 본 발명에 따른 엔진 전자 제어장치의 동작상태를 도시한 흐름도로서, 진단모드시 두 개의 산소센서에 의해 배기가스 중의 산소량을 감지하는 제 1단계와, 흡기다기관의 흡입공기량을 감지하는 제 2단계와, 흡기다기관의 흡입 공기량에 대응하는 두 개의 산소센서에 의해 검출되는 산소량의 기준차이값을 독출하는 제 3단계와, 두 개의 산소센서에 의해 감지되는 산소량의 차이값과 기준차이값을 대비하는 제 4단계와, 대비결과 이들간의 차이값이 허용범위를 벗어났을 때 산소센서(300)에 열화점검용 신호를 출력하고 응답시간을 체크하는 제 4단계와, 응답시간에 따라 산소센서(300)의 열화상태를 판단하고 이를 알리는 메시지를 출력하는 제 5단계를 수행함을 보이고 있다. 여기서, 진단모드는 외부키 입력이나 혹은 시동키 입력에 의해 설정되도록 한다.

이하 본 발명의 동작상태를 설명한다.

대기상태를 유지하는 중에 엔진 전자 제어장치(700)는 엔진의 시동을 걸기위한 시동키의 입력이나 혹은 별도로 구성되어 있는 진단키 입력으로 진단모드가 설정되는지를 판단한다(S1). 그리고 진단모드가 설정되면, 배기관(200)에 설치되어 있는 두 개의 산소센서(300)(400)에 의해 감지되는 산소량을 감지한다(S2). 즉, 두 개의 산소센서(300)(400)는 엔진 전자 제어장치(700)의 제어로 작동하는 엔진의 실린더 내부에서 배출되는 배기가스 중에 포함되어 있는 산소량을 검출하여 엔진 전자 제어장치(700)에 공급하는 것이다.

두 개의 산소센서(300)(400)에 의해 감지되는 배기가스 중 산소량을 감지한 엔진 전자 제어장치(700)는 이들의 차이값 즉, 두 개의 산소센서(300)(400)에 의해 감지되는 산소량 중 다른 하나에 비해 큰 산소량에서 다른 산소량을 감산하여 그 차이값을 구한다(S3). 이어서 엔진 전자 제어장치(700)는 MAP센서(800)에 의해 감지되는 흡기다기관의 실린더에 흡입되는 공기흡입량을 인지한다(S4). 즉, 엔진의 동작환경에 의해 결정되어 실린더에 공급되는 공기흡입량을 검출하는 것이다.

그 다음으로 엔진 전자 제어장치(700)는 공기흡입량에 대응하는 산소량의 기준차이값을 메모리부(900)로부터 독출한다(S5). 여기서, 공기흡입량에 의해 대응하는 기준차이값은 자동차를 생산하는 과정에서 다수번의 실험에 의해 설정되어지며, 기준차이값은 각각의 자동차의 운전환경에 따른 공기흡입량에 대해서 테이블화되어 있다.

두 개의 산소센서(300)(400)에 의해 감지되는 산소량의 차이값과, 공기흡입량에 대응하는 기준차이값을 인지한 엔진 전자 제어장치(700))는 두 차이값의 차이를 구하고(S6), 이 차이가 허용범위 이내인지를 판단한다(S7). 여기서, 두 개의 산소센서(300)(400)의 정상여부를 판정하기위한 두 차이값의 허용범위는 위에서와 같이 자동차를 생산하기전에 세팅되어지며, 이는 배기관(200)으로 배출되는 배기가스의 분포상태나 혹은 각각의 산소센서(300)(400)의 감지능력을 감안하여 세팅되어진다.

두 개의 산소센서(300)(400)에 의해 감지되는 산소량의 차이값과, 공기흡입량에 대응하는 기준차이값의 차이가 허용범위 이내인 경우에는 산소센서(300)(400)가 정상적인 동작을 수행하고 있는 것으로 판정하고 상기한 바와같은 동작을 반복해서 수행하지만, 두 개의 산소센서(300)(400)에 의해 감지되는 산소량의 차이값과, 공기흡입량에 대응하는 기준차이값의 차이가 허용범위를 벗어난 경우 엔진 전자 제어장치(700)는 산소센서(300)의 열화상태를 확인하기위한 점검용 신호(여기서, 점검용 신호라 함은 일정레벨(12V)을 신호를 말한다)를 산소센서(300)에 출력(S8)하고, 카운팅동작을 수행하면서 응답을 대기한다(S9).

그리고 출력된 점검용 신호에 대한 응답신호가 수신되면 엔진 전자 제어장치(700)는 카운팅 동작을 종료하고, 응답시간(카운팅시간)에 의해 산소센서(300)의 정상여부를 판정한다(S10). 여기서, 산소센서(300)의 정상여부, 즉 열화상태를 판정하기위한 응답시간은 위에서와 같이 자동차를 생산하기전에 실험에 의해 얻어 세팅되어 있다.

산소센서(300)가 정상인 것으로 판정되는 경우에는 상기한 바와같은 동작을 반복해서 수행하지만, 산소센서(300)가 비정상, 열화된 상태인 것으로 판정되는 경우 엔진 전자 제어장치(700)는 디스플레이부(600)를 구동시켜 산소센서(300)의 열화상태를 알리는 메시지를 출력한다(S11). 이때 디스플레이부(600)는 산소센서(300)의 열화상태를 알리는 메시지를 문자로 표시할 수 있는 LCD나, 혹은 산소센서(300)의 열화상태를 시각적으로 표시할 수 있는 발광 다이오드, 또는 산소센서(300)의 열화상태를 청각적으로 표시할 수 있는 부져 등으로 구성함으로써, 산소센서(300)의 열화상태를 보다 효과적으로 알릴 수 있다.

이에따라 운전자나 정비사가 산소센서(300)의 열화상태를 확인하고, 산소센서(300)를 수리하거나 혹은 교환함으로써, 배기가스 중의 산소량의 보다 정확하게 감지할 수 있는 것이다.

본 발명은 실린더와 연결되어 있는 배기관의 내부에 두 개의 산소센서를 설치하고, 이들이 감지되는 산소량의 차이값과 기준차이값을 대비하여 허용범위 이상일 때 산소센서의 응답시간을 체크하여 산소센서의 열화여부를 판단하고, 산소센서 열화시 이를 알리는 메시지를 출력함으로써, 산소센서의 정상동작여부, 즉 산소센서의 열화상태를 확인할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 배기관(200)의 배기가스 중의 산소량을 감지하는 두 개의 산소센서(300)(400)와, 흡기다기관의 진공변동에 따른 흡입 공기량을 검출하는 MAP센서(800), 흡입 공기량에 대응하는 기준차이값을 독출하여 이를 산소량의 차이값과 대비한 결과 차이값이 허용범위 이상일 때 산소센서(300)의 응답시간에 의해 열화상태를 점검하는 엔진 전자 제어장치(700), 산소센서(300) 열화시 교환시기를 디스플레이하는 디스플레이부(600)로 구성되어짐을 특징으로 하는 산소센서의 열화 점검장치.
2. 진단모드시 두 개의 산소센서에 의해 배기가스 중의 산소량을 감지하는 제 1단계와, 흡기다기관의 흡입공기량을 감지하는 제 2단계, 흡기다기관의 흡입 공기량에 대응하는 두 개의 산소센서에 의해 검출되는 산소량의 기준차이값을 독출하는 제 3단계, 두 개의 산소센서에 의해 감지되는 산소량의 차이값과 기준차이값을 대비하는 제 4단계, 대비결과 이들간의 차이값이 허용범위를 벗어났을 때 산소센서(300)에 열화점검용 신호를 출력하고 응답시간을 체크하는 제 4단계, 응답시간에 따라 산소센서(300)의 열화상태를 판단하고 이를 알리는 메시지를 출력하는 제 5단계를 수행하도록 이루어짐을 특징으로 하는 산소센서의 열화점검 동작제어방법,
3. 제 2항에 있어서, 상기 진단모드는 외부키 입력이나 혹은 시동키 입력에 의해 설정되도록 함을 특징으로 하는 산소센서의 열화점검 동작 제어방법.