KR19990017873U - Oxygen lean / rich determination device - Google Patents

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Abstract

본 고안은 촉매장치의 전후단에 각각 산소센서(4)(5)를 설치하고, 리어 산소센서(5)에 의해 감지되는 산소가 "희박" 하면 엔진 회전수와 부하량의 기준값을 "희박" 쪽으로 이동 설정하여서 프론트 산소센서(4)의 산소량에 따라 배기가스의 "농후/희박" 상태를 판정하다가, 리어 산소센서(5)에 의해 감지되는 산소가 "농후" 하게 되면 엔진 회전수와 부하량의 기준값을 "농후" 쪽으로 이동 설정하여서 프론트 산소센서(4)의 산소량에 따라 배기가스의 "농후/희박" 상태를 판정하도록 된 산소 희박/농후 판정장치에 관한 것이다.According to the present invention, the oxygen sensors 4 and 5 are installed at the front and rear ends of the catalyst device, and when the oxygen detected by the rear oxygen sensor 5 is "lean", the reference value of the engine speed and the load is toward the "lean" side. The movement setting determines the "rich / lean" state of the exhaust gas according to the oxygen amount of the front oxygen sensor 4, and when the oxygen detected by the rear oxygen sensor 5 becomes "rich", the reference value of the engine speed and the load amount Is set to move toward the "rich" side to determine the "rich / lean" state of the exhaust gas in accordance with the amount of oxygen in the front oxygen sensor 4.

Description

산소 희박/농후 판정장치Oxygen lean / rich determination device

본 고안은 산소 희박/농후 판정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 촉매장치의 후단에서 검출되는 배기가스의 산소량에 따라 엔진 회전수와 부하량에 의해 결정되는 기준값을 이동 설정하고, 이 기준값을 기초로 촉매장치의 전단에서 검출되는 배기가스 중의 산소량의 "희박/농후" 상태를 판정하여 연료 인젝터의 분사시간을 조절할 수 있도록 하는 산소 희박/농후 판정장치(Oxygen Lean/Rich Decision System)에 관한 것이다.The present invention relates to an oxygen lean / rich determination device. More specifically, the reference value determined by the engine speed and the load amount is shifted and set based on the oxygen amount of the exhaust gas detected at the rear end of the catalyst device. The present invention relates to an oxygen lean / rich decision system (Oxygen Lean / Rich Decision System) for determining the "lean / rich" state of the amount of oxygen in the exhaust gas detected at the front end of the catalytic device to adjust the injection time of the fuel injector.

일반적으로 배기가스 중의 산소량을 감지하는 산소센서의 입력특성 자체가 시프트되기때문에 초기에 설정한 산소센서의 "희박/농후" 판정 기준값을 사용하게 되면, 연소실에 공급되는 혼합기의 공연비 측면에서 보았을 때 "희박" 또는 "농후" 측으로 시프트되는 현상을 보이게 된다. 그 일 예로서 산소센서에 의해 감지되는 배기가스 중의 산소량이 "희박"하게 검출되면, 공기비 제어가 "희박" 측으로 시프트되는 경향을 나타낸다. 이와같은 경우 혼합기의 공연비가 이론 공연비 대비 약간 "희박"하게 유지되어 NOx 발생량을 증가시킬뿐만 아니라 촉매의 NOx 정화능력을 현저하게 저하시키게 된다.In general, the input characteristic of the oxygen sensor that senses the amount of oxygen in the exhaust gas is shifted. Therefore, when the initial setting value of the "lean / rich" determination of the oxygen sensor is used, it is determined from the viewpoint of the air-fuel ratio of the mixer supplied to the combustion chamber. The phenomenon is shifted toward the lean or rich side. As an example, when the amount of oxygen in the exhaust gas detected by the oxygen sensor is "lean", the air ratio control tends to shift to the "lean" side. In this case, the air-fuel ratio of the mixer is kept slightly "lean" compared to the theoretical air-fuel ratio, which not only increases the amount of NOx generated but also significantly lowers the NOx purification capability of the catalyst.

이러한 현상을 보정하기위한 종래의 방법을 도 1에 의해서 살펴보면 다음과 같다. 엔진 회전수와 부하량("부하량"은 스로틀밸브의 개로량 혹은 공기 흡입량을 말한다.)에 의해 결정된 기준값과 프론트 산소센서의 입력을 대비하여 배기가스 중의 산소량의 "희박/농후" 상태를 판정하고, 그 결과에 따라 연료 인젝터의 분사시간 조절에 의한 공기비 제어를 실시하여 연소실에 공급되는 공연비가 이론 공연비와 유사하게 되도록 한다.A conventional method for correcting such a phenomenon will be described with reference to FIG. 1. Determining the "lean / rich" state of the amount of oxygen in the exhaust gas against the reference value determined by the engine speed and the load amount ("load amount" refers to the opening amount or air intake amount of the throttle valve) and the input of the front oxygen sensor, As a result, air ratio control by adjusting the injection time of the fuel injector is performed so that the air-fuel ratio supplied to the combustion chamber becomes similar to the theoretical air-fuel ratio.

즉, 이론 공연비와 실질 공연비가 맞지 않는 것을 해결하기위해서는 배기가스 중의 산소량에 따른 공기비 제어시 도 1에서와 같이 배기가스 중의 산소량이 "희박"에서 "농후" 상태로 절환될 때 소정시간의 시간지연을 가진 후 공기비를 조절으로써 극복하고 있다.That is, in order to solve the difference between the theoretical air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio, a time delay of a predetermined time when the oxygen amount in the exhaust gas is switched from "lean" to "rich" as shown in FIG. Overcome by adjusting the air ratio after having.

그러나 상기한 바와같은 방법에서는 공기비 제어를 위해서 도 1의 그래프에서와 같이 배기가스 중의 산소량 변화에 대응되게 공기비 제어시기를 시프트함으로써 실질 공연비가 이론 공연비로부터 벗어나는 것을 다소나마 극복할 수 있으나, 시간지연된 만큼 공기비 제어의 주기에 변화가 발생되어 공기비 제어로 인한 공연비와 이론 공연비와의 차이가 발생됨으로써 배기가스의 정화능력이 떨어지는 결점을 있다.In the above-described method, however, the air-fuel control timing is shifted to correspond to the change in the amount of oxygen in the exhaust gas as shown in the graph of FIG. 1 to overcome the actual air-fuel ratio from the theoretical air-fuel ratio. A change occurs in the period of the air ratio control, and thus a difference between the air-fuel ratio and the theoretical air-fuel ratio caused by the air ratio control has a drawback in that the purification ability of the exhaust gas falls.

이에 본 고안은 상기한 바와같은 결점을 해결하기위해서 안출된 것으로, 배기가스를 정화하는 촉매장치의 후단에서 검출되는 산소량에 따라 산소량의 "희박/농후" 상태를 판정하기위한 기준값을 이동 설정하여서 촉매장치의 전단에서 검출되는 배기가스 중의 산소량의 "희박/농후" 상태를 판정하고 이를 기초로 연료 인젝터의 분사시간을 조절하여 연료의 연소효율을 높임과 동시에 배기가스의 정화율을 향상시킬 수 있도록 하는 산소 희박/농후 판정장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned drawbacks, and by moving the reference value for determining the "lean / rich" state of the oxygen amount according to the amount of oxygen detected at the rear end of the catalytic apparatus for purifying exhaust gas, Determining the "lean / rich" state of the amount of oxygen in the exhaust gas detected at the front of the device and adjusting the injection time of the fuel injector to improve the combustion efficiency of the fuel and at the same time improve the purification rate of the exhaust gas. An object of the present invention is to provide an oxygen lean / rich determination device.

도 1은 종래 프론트 산소센서의 출력과 이를 이용한 공기비 제어상태를 보인 그래프.1 is a graph showing the output of the conventional front oxygen sensor and the air ratio control using the same.

도 2는 본 고안에 따른 블록 구성도.2 is a block diagram according to the present invention.

도 3은 프론트 산소센서의 출력과 이를 이용한 공기비 제어 및 리어 산소센서의 출력상태를 보인 그래프.Figure 3 is a graph showing the output state of the front oxygen sensor and the air ratio control and rear oxygen sensor using the same.

도 4는 본 고안의 동작상태를 설명하기위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an operating state of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 엔진 2 : 연료 인젝터1: engine 2: fuel injector

3 : 촉매장치 4 : 프론트 산소센서3: catalyst device 4: front oxygen sensor

5 : 리어 산소센서 6 : ECU5: Rear oxygen sensor 6: ECU

상기한 바와같은 목적을 달성하기위한 본 고안은 ECU의 제어하에 엔진의 연소실에 분사되는 연료의 분사시간이 조절되는 연료 인젝터와, 이 엔진의 연소실에서 배출되는 배기가스 중의 CO, HC, NOX가 정화되는 촉매장치를 포함하는 배기가스 처리장치에 있어서, 촉매장치의 전단에 구성되어서 배기가스 중의 산소량이 감지되는 프론트 산소센서와, 촉매장치의 후단에 구성되어서 배기가스 중의 산소량이 감지되는 리어 산소센서와, 리어 산소센서에 의해 감지되는 산소가 "희박" 하면 엔진 회전수와 부하량의 기준값을 "희박" 쪽으로 이동 설정하여서 프론트 산소센서의 산소량에 따라 배기가스의 "농후/희박" 상태를 판정하다가, 리어 산소센서에 의해 감지되는 산소가 "농후" 하게 되면 엔진 회전수와 부하량의 기준값을 "농후" 쪽으로 이동 설정하여서 프론트 산소센서의 산소량에 따라 배기가스의 "농후/희박" 상태를 판정하도록 된 ECU를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a fuel injector for controlling the injection time of the fuel injected into the combustion chamber of the engine under the control of the ECU, CO, HC, NO X in the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine An exhaust gas treating apparatus including a catalytic device to be purified, the apparatus comprising: a front oxygen sensor configured at the front of the catalytic apparatus to sense the amount of oxygen in the exhaust gas, and a rear oxygen sensor configured at the rear of the catalytic apparatus to sense the amount of oxygen in the exhaust gas When the oxygen detected by the rear oxygen sensor is "lean", the reference value of the engine speed and the load amount is set to move toward the "lean" side to determine the "rich / lean" state of the exhaust gas according to the oxygen amount of the front oxygen sensor. When the oxygen detected by the rear oxygen sensor becomes "rich", the reference value of the engine speed and the load amount is shifted to the "rich" side. And an ECU configured to determine the "rich / lean" state of the exhaust gas according to the oxygen amount of the ront oxygen sensor.

이하 본 고안의 일 실시예에 따른 구성을 첨부된 예시도면과 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration according to an embodiment of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 2는 본 고안에 따른 블록 구성도이고, 도 3은 프론트 산소센서의 출력과 이를 이용한 공기비 제어 및 리어 산소센서의 출력상태를 보인 그래프이며, 도 4는 본 고안의 동작상태를 설명하기위한 흐름도이다.Figure 2 is a block diagram according to the present invention, Figure 3 is a graph showing the output state of the front oxygen sensor and the air ratio control and rear oxygen sensor using the same, Figure 4 is a flow chart for explaining the operation state of the present invention to be.

도 2는 본 고안에 따른 블록 구성도로서, 미도시된 흡기장치와 연료 인젝터(2)를 포함하는 연료장치로부터 혼합기가 공급되는 엔진(1)의 연소실에는 배기 매니폴드가 접속되고, 이 배기 매니폴드에는 배기가스 중에 포함된 CO, HC, NOX를 환원하는 촉매장치(3)가 설치된다.FIG. 2 is a block diagram according to the present invention, in which an exhaust manifold is connected to a combustion chamber of an engine 1 to which a mixer is supplied from a fuel device including an intake device and a fuel injector 2, which are not shown. The fold is provided with a catalytic device 3 for reducing CO, HC and NO X contained in the exhaust gas.

그리고 이 촉매장치(3)의 전단, 즉 엔진(1)의 연소실에서 배출되는 배기가스 중 정화되지 않는 배기가스 중의 산소량을 감지하는 프론트 산소센서(4)가 설치되어 ECU(6)에 접속되고, 이 촉매장치(3)의 후단, 즉 엔진(1)의 연소실에서 배출되는 배기가스 중 정화된 배기가스 중의 산소량을 감지하는 리어 산소센서(5)가 설치되어 ECU(6)에 접속된다.And the front oxygen sensor 4 which detects the amount of oxygen in the exhaust gas which is not purified among the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine 1, the front end of this catalyst apparatus 3, is provided, and is connected to ECU6, A rear oxygen sensor 5 for detecting the amount of oxygen in the purified exhaust gas of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine 1, that is, at the rear end of the catalytic device 3, is provided and connected to the ECU 6.

또한, ECU(6)는 리어 산소센서(5)에 의해 감지되는 산소가 "희박" 하면 엔진 회전수와 부하량의 기준값을 "희박" 쪽으로 이동 설정하여서 프론트 산소센서(4)의 산소량에 따라 배기가스의 "농후/희박" 상태를 판정하다가, 리어 산소센서(5)에 의해 감지되는 산소가 "농후" 하면 엔진 회전수와 부하량의 기준값을 "농후" 쪽으로 이동 설정하여서 프론트 산소센서(4)의 산소량에 따라 배기가스의 "농후/희박" 상태를 판정하도록 된다.In addition, when the oxygen detected by the rear oxygen sensor 5 is "lean", the ECU 6 shifts and sets the reference value of the engine speed and the load amount toward the "lean" side to exhaust gas according to the amount of oxygen of the front oxygen sensor 4. If the oxygen detected by the rear oxygen sensor 5 is "rich," the oxygen amount of the front oxygen sensor 4 is set by shifting the reference value of the engine speed and the load toward the "rich" side. Accordingly, the "rich / lean" state of the exhaust gas is determined.

이와같이 구성된 본 고안의 작용을 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described.

먼저, ECU(6)는 미도시된 엔진회전수 센서와 부하량 감지센서(예를 들면 스로틀밸브 개도량센서 혹은 흡입공기량 센서 등을 말한다)에 의해 감지되는 엔진 회전수와 부하량을 감지(S41)하고, 이를 기초로 배기가스 중의 산소량의 "희박/농후"상태를 판정하기위한 판정 기준값을 구할 수 있도록 맵에 적용하여 판정 기준값을 설정(S42)하게 된다.First, the ECU 6 detects an engine speed and a load amount detected by an engine speed sensor and a load amount sensor (for example, a throttle valve opening amount sensor or an intake air amount sensor) not shown (S41). Based on this, the determination reference value is set by applying to the map so that the determination reference value for determining the "lean / rich" state of the amount of oxygen in the exhaust gas can be obtained (S42).

그리고 도 3과 같이 리어 산소센서(5)에 의해 감지(S43)되는 산소량의 "희박/농후" 상태를 판정(S44)하고, 이를 기초로 앞서서 설정한 판정 기준값을 이동 설정하게 된다.As shown in FIG. 3, the "lean / rich" state of the amount of oxygen detected by the rear oxygen sensor 5 (S43) is determined (S44), and the determination reference value previously set is moved based on this.

즉, 리어 산소센서(5)에 의해 감지되는 산소량이 "희박"한 경우에는 판정 기준값을 "희박"쪽으로 이동 설정하게 된다(S45). 그리고, 이를 기초로 도 3과 같이 프론트 산소센서(4)에 의해 감지(S46)되는 산소량, 촉매장치(3)에 의해 배기가스가 정화되기 이전의 배기가스 중의 산소 "희박/농후" 상태를 판정하게 된다(S47). 이어서 ECU(6)는 이 결과를 가지고 엔진(1)의 연소실에 연료를 분사하는 연료 인젝터(2)의 분사시간을 조절하게 된다. 즉, 연료의 연소율을 증대시킴과 동시에 배기가스 중의 유해한 성분인 CO, HC, NOX등을 변환하는 촉매장치(3)의 정화율을 보다 높일 수 있는 것이다.That is, when the amount of oxygen detected by the rear oxygen sensor 5 is "lean", the determination reference value is shifted and set to the "lean" side (S45). Based on this, as shown in FIG. 3, the amount of oxygen detected by the front oxygen sensor 4 (S46) and the oxygen "lean / rich" state in the exhaust gas before the exhaust gas is purified by the catalyst device 3 are determined. (S47). The ECU 6 then adjusts the injection time of the fuel injector 2 which injects fuel into the combustion chamber of the engine 1 with this result. In other words, it is possible to increase the combustion rate of the fuel and at the same time increase the purification rate of the catalytic device 3 for converting CO, HC, NO X and the like, which are harmful components in the exhaust gas.

반면에 리어 산소센서(5)에 의해 감지되는 산소량이 "농후"한 경우에는 판정 기준값을 "농후"쪽으로 이동 설정하게 된다(S48). 그리고, 이를 기초로 도 3과 같이 프론트 산소센서(4)에 의해 감지(S49)되는 산소량, 촉매장치(3)에 의해 배기가스가 정화되기 이전의 배기가스 중의 산소 "희박/농후" 상태를 판정하게 된다(S50). 이어서 ECU(6)는 이 결과를 가지고 엔진(1)의 연소실에 연료를 분사하는 연료 인젝터(2)의 분사시간을 조절하게 된다. 즉, 연료의 연소율을 증대시킴과 동시에 배기가스 중의 유해한 성분인 CO, HC, NOX등을 변환하는 촉매장치(3)의 정화율을 보다 높일 수 있는 것이다.On the other hand, when the amount of oxygen detected by the rear oxygen sensor 5 is "rich", the determination reference value is set to move to the "rich" side (S48). Based on this, as shown in FIG. 3, the amount of oxygen detected by the front oxygen sensor 4 (S49) and the oxygen "lean / rich" state in the exhaust gas before the exhaust gas is purified by the catalyst device 3 are determined. It is made (S50). The ECU 6 then adjusts the injection time of the fuel injector 2 which injects fuel into the combustion chamber of the engine 1 with this result. In other words, it is possible to increase the combustion rate of the fuel and at the same time increase the purification rate of the catalytic device 3 for converting CO, HC, NO X and the like, which are harmful components in the exhaust gas.

이상에서와 같이 본 고안은 배기가스를 정화하는 촉매장치의 후단에서 검출되는 산소량에 따라 산소량의 "희박/농후" 상태를 판정하기위한 기준값을 이동 설정하여 촉매장치의 전단에서 검출되는 산소량의 "희박/농후" 상태를 판정하고 이를 기초로 연료 인젝터의 분사시간을 조절함으로써, 연소실에 공급되는 혼합기의 공연비를 이론 공연비에 맞게 조절하여 연료의 연소효율을 높임과 동시에 배기가스의 정화율을 향상시킬 수 있는 것이다.As described above, the present invention moves and sets the reference value for determining the "lean / rich" state of the oxygen amount according to the amount of oxygen detected at the rear end of the catalytic apparatus for purifying exhaust gas, and thus the "leanness of oxygen amount detected at the front end of the catalytic apparatus. By determining the "rich / rich" state and adjusting the injection time of the fuel injector based on this, it is possible to adjust the air-fuel ratio of the mixer supplied to the combustion chamber according to the theoretical air-fuel ratio to increase the combustion efficiency of the fuel and improve the purification rate of the exhaust gas. It is.

Claims (1)

ECU의 제어하에 엔진(1)의 연소실에 분사되는 연료의 분사시간이 조절되는 연료 인젝터(2)와, 이 엔진(1)의 연소실에서 배출되는 배기가스 중의 CO, HC, NOX가 정화되는 촉매장치(3)를 포함하는 배기가스 처리장치에 있어서,A fuel injector 2 in which the injection time of fuel injected into the combustion chamber of the engine 1 is controlled under the control of the ECU, and a catalyst for purifying CO, HC, and NO X in the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine 1. In the exhaust gas treating apparatus comprising the apparatus (3), 촉매장치(3)의 전단에 구성되어서 배기가스 중의 산소량이 감지되는 프론트 산소센서(4)와;A front oxygen sensor 4 configured at the front end of the catalytic device 3 to sense the amount of oxygen in the exhaust gas; 촉매장치(3)의 후단에 구성되어서 배기가스 중의 산소량이 감지되는 리어 산소센서(5);A rear oxygen sensor 5 configured at the rear end of the catalytic apparatus 3 to sense the amount of oxygen in the exhaust gas; 리어 산소센서(5)에 의해 감지되는 산소가 "희박" 하면 엔진 회전수와 부하량의 기준값을 "희박" 쪽으로 이동 설정하여서 프론트 산소센서(4)의 산소량에 따라 배기가스의 "농후/희박" 상태를 판정하다가, 리어 산소센서(5)에 의해 감지되는 산소가 "농후" 하게 되면 엔진 회전수와 부하량의 기준값을 "농후" 쪽으로 이동 설정하여서 프론트 산소센서(4)의 산소량에 따라 배기가스의 "농후/희박" 상태를 판정하도록 된 ECU(6)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 산소 희박/농후 판정장치.When the oxygen detected by the rear oxygen sensor 5 is "lean", the reference value of the engine speed and the load amount is set to move toward the "lean" side so that the exhaust gas is "rich / lean" according to the oxygen amount of the front oxygen sensor 4. When the oxygen detected by the rear oxygen sensor 5 becomes "rich", the reference value of the engine speed and the load amount is set to move to the "rich" side, and the exhaust gas " An oxygen lean / rich determination device comprising an ECU (6) configured to determine a rich / lean condition.
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KR100405728B1 (en) * 2001-09-11 2003-11-14 현대자동차주식회사 Exhaust Gas Contorlling Method Of Vehicle
KR100412725B1 (en) * 2001-10-23 2003-12-31 현대자동차주식회사 Method of controlling feed back of fuel for vehicles

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