KR19990052354A - Lean / Rich Determination Voltage Dualization Method of Oxygen Sensor Signal According to Engine Condition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산소센서에 의해 검출되는 배기중의 산소량에 따른 검출 파형의 린/리치 판정에 따라 제어 유니트로 피드백하여 연료량을 제어하는 방법에 관한 것으로, 냉각수온센서에 의해 수온의 온도를 감지하고 스로틀 밸브가 열린 정도를 스로틀 포지션 센서를 이용하여 검출하여 검출된 스로틀 밸브의 열린정도가 특정 상수 이하인지를 판단하여 특정 상수 이상이면 엔진의 상태가 오프 아이들링 상태라고 판단하여 산소 센서의 린/리치 판정을 위한 평균 전압을 출력되는 파형의 최상값과 최하값을 합쳐 2로 나눈 값으로 하고, 특정 상수 이하이면 엔진의 상태가 아이들링 상태라고 판단하여 산소센서의 린/리치 판정을 위한 평균 전압을 출력되는 파형의 최상값과 최하값을 합쳐 2 로 나눈 값으로 하여 상술한 과정에서 얻어진 평균 전압을 제어 유니트로 피드백하여 엔진의 상태에 따라 산소 센서의 린/리치를 판정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 상태에 따른 산소 센서신호의 린/리치 판정 전압 이원화방법을 제공하면, 엔진 상태에 따라 산소 센서에 의해 검출되는 산소량의 검출 파형의 린/리치 판정에 정확성을 주므로, 엔진의 저속시 효율적인 공연비를 제공하게 되어 배기가스로 인한 대기 오염을 줄 일 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method for controlling the fuel amount by feeding back to the control unit according to the lean / rich determination of the detection waveform according to the amount of oxygen in the exhaust gas detected by the oxygen sensor, the temperature of the water temperature by the cooling water temperature sensor and the throttle Detects the degree of valve opening using the throttle position sensor, and determines whether the detected degree of opening of the throttle valve is below a certain constant. If it is above a certain constant, the engine state is judged to be off idling and the lean / rich determination of the oxygen sensor is performed. The average voltage for the output is the value obtained by dividing the highest value and the lowest value of the output waveform by 2, and if it is less than a certain constant, the engine is judged to be in an idling state and the average voltage for lean / rich determination of the oxygen sensor is outputted. The average voltage obtained in the above process is controlled by adding up the highest value and the lowest value of and dividing by 2. And providing a lean / rich determination voltage dualization method of the oxygen sensor signal according to the engine state, comprising the step of feeding back to the engine and determining the lean / rich of the oxygen sensor according to the engine state. Since the lean / rich determination of the detection waveform of the amount of oxygen detected by the accuracy is provided, it provides an efficient air-fuel ratio at low speed of the engine has the effect of reducing the air pollution due to the exhaust gas.
Description
본 발명은 산소센서에 의해 검출되는 배기중의 산소량에 따른 검출 파형의 린/리치 판정방법에 관한 것으로 특히, 엔진의 저속회전(idling)과 고속 회전(off idling) 상태에 따라 산소센서 출력파형의 린/리치 판정 레벨을 이원화하는 산소 센서신호의 린/리치(LEAN/RICH) 판정 전압 이원화방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lean / rich determination method of a detection waveform according to the amount of oxygen in exhaust gas detected by an oxygen sensor. In particular, the present invention relates to an oxygen sensor output waveform in accordance with low idling and off idling states of an engine. The present invention relates to a Lean / Rich (LEAN / RICH) determination voltage binary method of dualizing the Lean / Rich determination level.
일반적으로 가솔린 엔진에 있어서의 운전자가 액셀러레이터 페달을 밟아 스로틀 밸브를 조작하여 엔진에 흡입하는 공기량을 조절하는 산소 센서는 배기매니폴드에 설치되어 배기 가스중의 산소농도를 검출하는 센서이면서 연소전의 혼합기가 이론 공연비 보다 농후한가 또는 희박한가를 추정하고, 공연비를 이론 공연비에 가깝도록 피드백 제어하기 위해 필요한 센서이다.In general, an oxygen sensor in which a driver of a gasoline engine presses an accelerator pedal to control the amount of air drawn into the engine by manipulating the throttle valve is a sensor installed in the exhaust manifold to detect the oxygen concentration in the exhaust gas. It is a sensor necessary to estimate whether it is thicker or thinner than the theoretical air-fuel ratio, and feedback control the air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio.
이러한 산소센서에는 도 1에 도시되어 있는 발생 기전력의 변화부분을 보는 지르코니아(ZrO2)형이 있는데 시험관상에 소성하는 ZrO2(지르코니아 전해질)(1)과, ZrO2(지르코니아 전해질)(1)의 안쪽과 바깥쪽에 설치되는 백금전극(3, 2)으로 구성되어 산소 농도차에 의한 기전력을 측정하게 된다.This oxygen sensor has a zirconia (ZrO 2 ) type that shows the change in the generated electromotive force shown in Figure 1, ZrO 2 (zirconia electrolyte) (1) and ZrO 2 (zirconia electrolyte) (1) fired on a test tube It consists of platinum electrodes (3, 2) installed in the inner and outer sides of the to measure the electromotive force due to the oxygen concentration difference.
즉, ZrO2(지르코니아 전해질)(1)의 안쪽과 바깥쪽에 백금전극(3, 2)을 설치하고 안쪽에는 대기를 도입하여 산소 농도를 일정하게 한 다음 바깥 쪽을 배기가스에 접촉시켜 둔다. 양 전극간에 산소 농도의 차이가 발생하면 산소 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 산소 이온이 흘러 기전력이 발생한다. 농후한 혼합기에서 연소 했을때의 배기 가스가 바깥쪽의 백금전극에 닿으면 조금 남아있는 백금의 촉매 작용에 의해 배기 가스중의 CO 및 HC와 반응하기 때문에 바깥쪽의 백금 표면의 O2는 거의 없어지고 안쪽 전극과의 산소 농도 차이가 최대로 되어 약 1V의 기전력을 발생(린으로 판정)한다. 또한 희박한 혼합기에서 연소했을 때에는 고농도 O2와 저농도 CO 및 HC가 있기 때문에 O2와 CO가 반응해도 나머지 O2가 바깥쪽의 전극표면에 닿기 때문에 산소 농도차이는 적어 거의 기전력을 발생시키지 않는다(리치로 판정).In other words, platinum electrodes 3 and 2 are installed inside and outside the ZrO 2 (zirconia electrolyte) 1, and the atmosphere is introduced into the atmosphere to keep the oxygen concentration constant, and then the outside is brought into contact with the exhaust gas. If a difference in oxygen concentration occurs between both electrodes, oxygen ions flow from the higher oxygen concentration to the lower oxygen to generate an electromotive force. O 2 of the platinum surface of the outside because it reacts with the CO and HC in the exhaust gas by the catalytic action of platinum in the exhaust gas remains slightly touches the platinum electrode in the outside when the combustion in the rich mixture is almost no The difference in oxygen concentration with the inner electrode is maximized to generate an electromotive force of about 1 V (determined as lean). In addition, when it is burned in a lean mixture because there is a high concentration O 2 and low concentration of CO and HC O 2 and even if CO to react the remaining O 2 is the oxygen concentration difference due to reach the electrode surface of the outside is not generated almost electromotive force less (rich Judgment).
따라서, 산소센서의 레벨이 리치로 판정되면 연료량을 증대시켜 촉매의 산화반응을 촉진시켜 HC, CO의 량을 감소시키고, 레벨이 린으로 판정되면 연료량을 줄여 NOx의 생성을 억제 시켜 줌으로써 배기가스로 인한 대기오염을 방지하고자 했다.Therefore, if the level of the oxygen sensor is determined to be rich, the amount of fuel is increased to promote the oxidation reaction of the catalyst to reduce the amount of HC and CO. If the level is determined to be lean, the amount of fuel is reduced to suppress the generation of NOx. We tried to prevent air pollution caused by this.
상술한 산소센서에 의해 검출되는 배기중의 산소량에 따른 검출 파형의 린/리치를 판정하기 위해서는 평균 전압이 필요하게 되는데 주어진 평균 전압에 의해 린/리치를 판정하는 종래의 방법을 첨부한 도 2를 참조하여 설명하겠다.In order to determine the lean / rich of the detection waveform according to the amount of oxygen in the exhaust gas detected by the oxygen sensor described above, an average voltage is required. I will explain by reference.
도 2은 종래의 산소센서의 린/리치 판정에 관한 순서도이다. 운전자가 액셀러레이터 페달을 밟아 스로틀 밸브를 조작하여 엔진에 흡입하는 공기량을 조절함에 있어, 산소센서는 스로틀 포지션 센서에 의해 흡입 공기량과 연료량을 비교하는 것에 의해 출력 파형을 발생시키므로 정차중 등의 엔진 저속 회전시(아이들링)에는 스로틀 밸브는 전폐 상태에 있기 때문에 흡입되는 공기량은 주행중의 공기량보다 낮은 수치를 가지므로 산소 센서의 출력은 주행중(오프 아이들링)의 출력전압 보다는 낮은 전압을 제어 유니트로 피드백 시키게 된다.2 is a flowchart illustrating a lean / rich determination of a conventional oxygen sensor. When the driver presses the accelerator pedal to control the amount of air drawn into the engine by operating the throttle valve, the oxygen sensor generates an output waveform by comparing the amount of intake air with the amount of fuel by the throttle position sensor. Since the throttle valve is in the fully closed state at the time of idle (idling), the amount of intake air has a lower value than the amount of air while driving, so that the output of the oxygen sensor feeds back to the control unit a voltage lower than the output voltage during driving (off idling).
이상과 같이 동작하는 산소센서에 있어 엔진의 저속 회전시(아이들링)와 고속 회전시(오프 아이들링)의 전압 출력의 파형이 동일 하지 않음에도 고속 회전시의 전압을 평균으로 해서 산소센서의 출력을 조정하므로써 고속회전시는 상관없으나 저속 회전시는 산소센서의 출력 파형의 평균이 높으므로해서 린/리치 판정이 부 정확해져 많은 배기가스 배출로 대기오염을 발생시키는 문제점이 있다.In the oxygen sensor operating as described above, the output of the oxygen sensor is adjusted by averaging the voltage at high speed even though the waveform of the voltage output at the low speed (idling) and the high speed (off idling) of the engine is not the same. Therefore, it does not matter during high speed rotation, but the average of the output waveform of the oxygen sensor during low speed rotation, the lean / rich determination is inaccurate, there is a problem that causes air pollution with a lot of exhaust gas emissions.
상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 엔진의 저속 회전(idling)과 엔진의 고속 회전(off idling) 상태에 따라 산소센서 출력파형의 린/리치 판정 레벨을 이원화하는 산소 센서신호의 린/리치(LEAN/RICH) 판정 전압 이원화방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above-described problems is to provide an oxygen sensor signal that dualizes the lean / rich determination level of the oxygen sensor output waveform according to a low idling state of the engine and an off idling state of the engine. It is to provide a lean / rich (LEAN / RICH) determination voltage binary method.
도 1은 일반적인 산소 센서의 구성도1 is a configuration diagram of a typical oxygen sensor
도 2는 종래의 발명에 따른 산소 센서신호의 린/리치 판정에 관한 순서도2 is a flowchart illustrating a lean / rich determination of an oxygen sensor signal according to a related art.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예3 is an embodiment according to the present invention
도 4는 본 발명에 따른 산소 센서 신호의 린/리치 판정 전압 이원화 방법을 보인 순서도Figure 4 is a flow chart showing a lean / rich determination voltage dualization method of the oxygen sensor signal according to the present invention
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 지르코니아 전해질(ZrO2) 2 : ZrO2바깥쪽 백금 전극1: Zirconia electrolyte (ZrO 2 ) 2: ZrO 2 outer platinum electrode
3 : ZrO2안쪽 백금전극3: ZrO 2 inner platinum electrode
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 산소센서에 의해 검출되는 배기중의 산소량에 따른 검출 파형의 린/리치 판정에 따라 제어 유니트로 피드백하여 연료량을 제어하는 방법에 관한 것으로, 냉각수온센서에 의해 수온의 온도를 감지하고 스로틀 밸브가 열린 정도를 스로틀 포지션 센서를 이용하여 검출하는 제 1과정과, 검출된 스로틀 밸브의 열린정도가 특정 상수 이하인지를 판단하여 특정 상수 이상이면 엔진의 상태가 오프 아이들링 상태라고 판단하여 산소 센서의 린/리치 판정을 위한 평균 전압을 출력되는 파형의 최상값과 최하값을 합쳐 2로 나눈 값으로 하는 제 2과정과, 특정 상수 이하이면 엔진의 상태가 아이들링 상태라고 판단하여 산소센서의 린/리치 판정을 위한 평균 전압을 출력되는 파형의 최상값과 최하값을 합쳐 2 로 나눈 값으로 하는 제 3 과정과, 상기 제 2 과정과 제 3 과정에서 얻어진 평균 전압을 상기 제어 유니트로 피드백하여 엔진의 상태에 따라 산소 센서의 린/리치를 판정하는 제 4 과정으로 이루어진다.A feature of the present invention for achieving the above object is a method for controlling the fuel amount by feeding back to the control unit in accordance with the lean / rich determination of the detection waveform according to the amount of oxygen in the exhaust gas detected by the oxygen sensor, The first step of detecting the temperature of the water temperature and the degree of opening of the throttle valve by using the throttle position sensor, and determining whether the detected degree of opening of the throttle valve is below a certain constant, if the state of the engine The second process of determining the off-idling state and determining the average voltage for the lean / rich value of the oxygen sensor by dividing the highest value and the lowest value of the output waveform by two, and if the engine is in the idling state if it is below a certain constant. The average voltage for the lean / rich determination of the oxygen sensor is divided by 2 by adding the highest value and the lowest value of the output waveform. Comprises a third process, and the second step and the fourth step of determining a lean / rich of the oxygen sensor in accordance with an average voltage obtained from the third step to the state of the engine by feedback to the control unit according to.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같다. 도 4는 본 발명의 엔진 상태에 따라 산소센서에 의해 검출되는 배기중의 산소량에 따른 검출 파형의 린/리치 판정방법을 이원화하는 방법에 관한 흐름도이다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 4 is a flowchart of a method of dualizing the lean / rich determination method of the detection waveform according to the amount of oxygen in the exhaust gas detected by the oxygen sensor according to the engine state of the present invention.
우선 냉각수온센서에 의해 수온의 온도를 감지하고 스로틀 밸브가 열린 정도를 스로틀 포지션 센서를 이용하여 검출하여 검출된 스로틀 밸브의 열린정도가 특정 상수 이하인지를 판단하여 특정 상수 이상이면 엔진의 상태가 오프 아이들링 상태라고 판단하여 산소 센서의 린/리치 판정을 위한 평균 전압을 출력되는 파형의 최상값과 최하값을 합쳐 2로 나눈 값으로 정하고, 스로틀 밸브의 열린 정도가 특정 상수 이하이면 엔진의 상태가 아이들링 상태라고 판단하여 산소센서의 린/리치 판정을 위한 평균 전압을 출력되는 파형의 최상값과 최하값을 합쳐 2 로 나눈 값으로 한다.First, the temperature of the water is detected by the coolant temperature sensor, and the degree of opening of the throttle valve is detected by using the throttle position sensor, and it is determined whether the detected degree of opening of the throttle valve is below a certain constant. Determine the idle voltage and determine the average voltage for oxygen sensor lean / rich determination by dividing the highest value and lowest value of the output waveform by 2, and if the opening of the throttle valve is below a certain constant, the engine is idling. The average voltage for the lean / rich determination of the oxygen sensor is determined as the state, and the sum of the highest value and the lowest value of the output waveform is divided by two.
상술한 과정에서 얻어진 두 평균 전압을 산소 센서의 레벨에 의해 연료량을 조절하는 제어 유니트로 피드백하여 엔진의 상태에 따라 산소 센서의 린/리치를 판정하게 된다.The two average voltages obtained in the above-described process are fed back to the control unit that adjusts the fuel amount by the level of the oxygen sensor to determine the lean / rich of the oxygen sensor according to the state of the engine.
따라서 종래에는 산소 센서의 출력 파형의 린/리치를 판정함에 있어 엔진 저속 회전시와 고속 회전시에 대해 따로 분리함이 없이 하나의 평균값에 의해 판정함으로 효율적인 산소량 검출이 이루어지지 않았다는 문제점을 본 발명에서는 첨부한 도 3에서 처럼 산소센서의 출력 파형의 린/리치 판정을 위해 엔진 상태에 따라 평균전압이 달라지므로 효율적인 산소량 검출이 이루어 진다.Therefore, in the present invention, in determining the lean / rich of the output waveform of the oxygen sensor, the present invention has not solved the problem of efficient oxygen amount detection by judging by an average value without separating the engine at low speed and the high speed. As shown in FIG. 3, the average voltage varies according to the engine state for the lean / rich determination of the output waveform of the oxygen sensor, so that the effective amount of oxygen is detected.
상기와 같이 동작하는 본 발명은, 엔진 상태에 따라 산소 센서에 의해 검출되는 산소량의 검출 파형의 린/리치 판정에 정확성을 주므로, 엔진의 저속시 효율적인 공연비를 제공하게 되어 배기가스로 인한 대기 오염을 줄 일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention operating as described above, the lean / rich determination of the detection waveform of the amount of oxygen detected by the oxygen sensor in accordance with the engine state is accurate, thereby providing an efficient air-fuel ratio at low speed of the engine to prevent air pollution due to exhaust gas. There is an effect that can be reduced.
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| KR1019970071817A KR19990052354A (en) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | Lean / Rich Determination Voltage Dualization Method of Oxygen Sensor Signal According to Engine Condition |
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| KR (1) | KR19990052354A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100428343B1 (en) * | 2001-12-18 | 2004-04-28 | 현대자동차주식회사 | Method of controlling air flow for gasoline vehicles |
-
1997
- 1997-12-22 KR KR1019970071817A patent/KR19990052354A/en not_active Application Discontinuation
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| KR100428343B1 (en) * | 2001-12-18 | 2004-04-28 | 현대자동차주식회사 | Method of controlling air flow for gasoline vehicles |
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