KR20070061650A - Method for diagnosis rear oxygen sensor - Google Patents

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Abstract

A method for diagnosing a rear oxygen sensor is provided to more accurately measure a failure state of the rear oxygen sensor by compensating a failure state determination based on the conduction time of an injector. A method for diagnosing a rear oxygen sensor includes the steps of determining whether an output value of a front oxygen sensor is equal to high and an output value of a rear oxygen sensor is equal to low(S10), setting a predetermined time(S11), measuring a delay time of high signals outputted from each of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor if the high signal is outputted in the rear oxygen sensor(S20), checking whether the delayed time is larger than the set time or not(S15), checking an acceptable error range determined by a modeling equation if the delayed time is larger than the set time(S17), determining whether a state of the rear oxygen sensor is normal or not, if the checked error is acceptable(S18), and determining whether a state of the rear oxygen sensor is fail or not, if the checked error is not acceptable(S19).

Description

리어 산소센서 고장 진단방법 {Method for diagnosis rear oxygen sensor}Rear oxygen sensor malfunction diagnosis method {Method for diagnosis rear oxygen sensor}

도 1은 배기가스 내의 산소량에 따라 산소센서에서 출력되는 신호를 나타낸 도면,1 is a view showing a signal output from the oxygen sensor according to the amount of oxygen in the exhaust gas,

도 2는 종래의 리어 산소센서 고장 진단방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면.2 is a flowchart illustrating an operation of a conventional rear oxygen sensor failure diagnosis method.

도 3은 본 발명이 적용되는 전체 시스템에 대한 구성을 나타낸 도면,3 is a diagram showing the configuration of the entire system to which the present invention is applied;

도 4는 본 발명에 따라 출력되는 프론트 산소센서와 리어 산소센서의 출력신호를 나타낸 도면,4 is a view showing the output signal of the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor output in accordance with the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 리어 산소센서 고장 진단방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다. 5 is a flowchart illustrating an operation of a method for diagnosing a failure of a rear oxygen sensor according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 프론트 산소센서 20 : 리어 산소센서10: front oxygen sensor 20: rear oxygen sensor

30 : 전자 컨트롤 유니트 40 : 인젝터30: electronic control unit 40: injector

50 : 경고등 60 : 타이머 50: warning light 60: timer

본 발명은, 리어 산소센서 고장 진단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 차량의 배기가스 내에 포함된 산소량을 측정하는 리어(Rear) 산소센서의 고장 여부를 보다 정확하게 진단할 수 있도록 하기 위한 리어 산소센서 고장 진단방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for diagnosing a failure of a rear oxygen sensor, and more particularly, to provide a more accurate diagnosis of a failure of a rear oxygen sensor that measures an amount of oxygen contained in exhaust gas of a vehicle. The present invention relates to a sensor failure diagnosis method.

일반적으로, 차량의 배기가스 내에 포함된 산소량을 측정하는 산소센서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 배기가스 내의 산소농도가 많으면(RICH), High 신호를 출력하고, 부족(LEAN)하면, Low 신호를 출력하게 된다.In general, the oxygen sensor for measuring the amount of oxygen contained in the exhaust gas of a vehicle outputs a high signal when the oxygen concentration in the exhaust gas is high (RICH) and low (LEAN), as shown in FIG. Will print

그리고, 상기 산소센서는 촉매의 전단에 장착되는 프론트(Front) 산소센서와, 촉매의 후단에 장착되는 리어 산소센서가 있는 데, 상기 프론트 산소센서와 리어 산소센서는, 배기가스 내의 산소량을 측정하여, 공연비를 이상적인 공연비로 제어할 수 있도록 하는 역할을 수행하게 된다.The oxygen sensor includes a front oxygen sensor mounted at the front of the catalyst and a rear oxygen sensor mounted at the rear of the catalyst. The front oxygen sensor and the rear oxygen sensor measure the amount of oxygen in the exhaust gas. In addition, the air-fuel ratio serves to control the ideal air-fuel ratio.

한편, 도 2는 종래의 리어 산소센서 고장 진단방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면으로, 예를 들어 전자 컨트롤 유니트(ECU)에서는, 상기 프론트 산소센서에서, High 신호가 출력되면(S1), 그 때부터 사전에 설정된 소정 시간(예: T_SET= 8 초)을 설정한 후(S2), 상기 리어 산소센서에서 High 신호가 출력되는지를 검출하 게 된다.On the other hand, Figure 2 is a view showing the operation of the conventional rear oxygen sensor failure diagnosis method, for example, in the electronic control unit (ECU), when the high signal is output from the front oxygen sensor (S1), then After setting a predetermined time (eg T_SET = 8 seconds) from (S2), it is detected whether the high signal is output from the rear oxygen sensor.

또한, 상기 리어 산소센서에서, High 신호가 출력되면, 상기 프론트 산소센서와 리어 산소센서에서 각각 출력된 High 신호의 지연시간(Delay Time= T)을 측정하여(S3), 비교하게 되는 데, 상기 비교결과, 지연시간 T가, 사전에 설정된 소정시간 T_SET 보다 크면, 리어 산소센서가 고장이라고 판단하게 된다(S5). In addition, when the high signal is output from the rear oxygen sensor, the delay time (Delay Time = T) of the high signal output from the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor is measured (S3), and the comparison is performed. As a result of the comparison, when the delay time T is larger than the predetermined time T_SET, it is determined that the rear oxygen sensor has failed (S5).

그리고, 상기 고장 사실을 알리기 위하여 경고등을 점등하고, 고장코드를 저장하게 되며(S6), 만일 상기 비교결과, 지연시간 T가, 사전에 설정된 소정시간 T_SET 보다 크지 않으면, 리어 산소센서가 정상이라고 판단하게 된다(S7).Then, a warning lamp is turned on to inform the fault, and a fault code is stored (S6). If the delay time T is not greater than a predetermined time T_SET, the rear oxygen sensor is determined to be normal. (S7).

그러나, 다양한 운전조건으로 인해, 산소센서가 비록 정상이라고 하더라도, 상기 지연시간 T가, 사전에 설정된 소정 시간 T_SET를 초과하는 사례가 실제로 많이 발생하기 때문에, 리어 산소센서의 고장 진단에 에러가 발생하게 되어, 정상 상태인 산소센서를 불필요하게 교체하게 되는 문제점이 있다. However, due to various operating conditions, even if the oxygen sensor is normal, there are many cases where the delay time T exceeds a predetermined time T_SET which is set in advance, thereby causing an error in diagnosing a failure of the rear oxygen sensor. Thus, there is a problem in that the oxygen sensor in the normal state is unnecessarily replaced.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 차량의 배기가스 내에 포함된 산소량을 측정하는 리어(Rear) 산소센서의 고장 여부를 판단하는 데 있어서, 프론트 산소센서와 리어 산소센서에서 출력되는 High 신호의 출력 지연시간을 이용하되, 공연비와 연관성을 갖는 인젝터(Injector)의 통전 시간을 반영하여, 산소센서의 고장 여부 판단을 보정함으로써, 보다 정확하게 리어 산소센서의 고장 여부를 진단할 수 있는 리어 산소센서 고장 진단방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다. Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and in determining whether a rear oxygen sensor that measures the amount of oxygen contained in the exhaust gas of a vehicle has failed, the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor By using the output delay time of the high signal output from the system, the failure time of the oxygen sensor is corrected by reflecting the energization time of the injector that is related to the air-fuel ratio. It is to provide a method for diagnosing a rear oxygen sensor failure that can be used.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리어 산소센서 고장 진단방법은, 프론트 산소센서의 출력이 하이신호이면서, 리어 산소센서의 출력이 로우신호가 되면, 상기 리어 산소센서의 출력이 하이신호로 변할 때까지의 지연시간을 검출하는 1단계와, 상기 지연시간이, 사전에 설정된 소정 시간 이내이면, 상기 리어 산소센서가 정상이라고 판단하되, 상기 소정 시간 이내가 아니면, 인젝션 변화율에 의해 산출된 오차 범위 내에 속하는 지를 판단하는 2단계와, 상기 오차 범위 이내면, 상기 리어 산소센서가 정상이라고 판단하고, 상기 오차 범위 이내가 아니면, 고장이라고 판단하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,In the rear oxygen sensor failure diagnosis method according to the present invention for achieving the above object, when the output of the front oxygen sensor is a high signal, the output of the rear oxygen sensor is a low signal, the output of the rear oxygen sensor is a high signal Step 1 of detecting the delay time until the change, and if the delay time is within a predetermined time, it is determined that the rear oxygen sensor is normal, if not within the predetermined time, the error calculated by the injection change rate And two steps of determining whether it is within a range, and three steps of determining that the rear oxygen sensor is normal if it is within the error range, and determining that a failure is not within the error range.

또한, 상기 인젝션 변화율(ΔINJ)은, 인젝터의 통전시간과 리어 산소센서의 출력 변화시간(Δt)에 의해 산출되고, 상기 오차 범위는, 모델링 방정식

Figure 112005072301563-PAT00001
에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.The injection rate of change ΔINJ is calculated from the energization time of the injector and the output change time Δt of the rear oxygen sensor, and the error range is a modeling equation.
Figure 112005072301563-PAT00001
It is characterized in that determined by.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 리어 산소센서 고장 진단방법은, 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이, 전자 컨트롤 유니트(30) 내의 로직(Logic)에 의해 수행될 수 있으며, 상기 전자 컨트롤 유니트(30)에서는, 프론트 산소센서(10)의 출력신호와, 리어 산소센서(20) 출력신호를 수신하고, 타이머(40)를 이용하여, 인젝터(60)의 통전시간 등을 카운트하며, 산소센서 고장시, 경고등(50)을 점등시키게 된다.The rear oxygen sensor fault diagnosis method according to the present invention may be performed by a logic in the electronic control unit 30, for example, as shown in FIG. 3, and in the electronic control unit 30, The output signal of the oxygen sensor 10 and the output signal of the rear oxygen sensor 20 are received, and the energization time of the injector 60 is counted by using the timer 40. ) Will light up.

한편, 산소센서는, 공연비 1을 기준으로 하여 배기가스 내의 산소량이 많으면, High 신호를 출력하고, 산소량이 부족하면 Low 신호를 출력하는 데, 이때 공연비의 정도는, 상기 인젝터(60)에 의해 공급되는 연료량에 상응하여 변화되므로, 결국 인젝터의 통전시간에 따라 공연비가 변화된다.On the other hand, the oxygen sensor outputs a high signal when the amount of oxygen in the exhaust gas is large based on the air-fuel ratio 1, and outputs a low signal when the amount of oxygen is insufficient. At this time, the degree of the air-fuel ratio is supplied by the injector 60. Since it changes in accordance with the amount of fuel to be made, the air-fuel ratio changes according to the energization time of the injector.

이에 따라, 상기 전자 컨트롤 유니트(30)에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 산소센서의 고장 여부를 판단하는 경우, 인젝션양과, 프론트 산소센서의 출력, 그리고 리어 산소센서의 출력을 모니터링하게 된다.Accordingly, in the electronic control unit 30, as shown in FIG. 4, when determining whether the oxygen sensor has failed, the injection amount, the output of the front oxygen sensor, and the output of the rear oxygen sensor are monitored.

즉, 상기 전자 컨트롤 유니트(30)에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 프론트 산소센서(10)의 출력이 High 신호이면서, 상기 리어 산소센서(20)의 출력이 Low 신호가 되는 경우(S10), 종래에서와 같이, 그 때부터 사전에 설정된 소정 시간(예: T_SET= 8 초)을 설정한 후(S11), 상기 리어 산소센서에서 High 신호가 출력되는지를 검출하게 된다.That is, in the electronic control unit 30, when the output of the front oxygen sensor 10 is a high signal and the output of the rear oxygen sensor 20 becomes a low signal as shown in FIG. 5 (S10). After setting a predetermined time (for example, T_SET = 8 seconds) from then on, as in the prior art (S11), it is detected whether the high signal is output from the rear oxygen sensor.

또한, 상기 리어 산소센서(20)에서, High 신호가 출력되면, 상기 프론트 산소센서와 리어 산소센서에서 각각 출력된 High 신호의 지연시간(Delay Time= T)을 측정하여(S12)하게 되며, 이와 같은 동작을 수행함과 동시에, 상기 전자 컨트롤 유니트에서는, 상기 인젝터의 통전시간을 미분하여, 공연비를 검출하게 된다. In addition, when the high signal is output from the rear oxygen sensor 20, the delay time (Delay Time = T) of the high signal respectively output from the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor is measured (S12). While performing the same operation, the electronic control unit detects the air-fuel ratio by differentiating the energization time of the injector.

즉, 공연비의 정도는, 인젝터의 통전시간을 미분한 변화율을 계산하면 알 수 있게 되며, 이 변화율은 리어 산소센서의 신호가 반전되는 시간에 대한 함수이다. 따라서, 상기 전자 컨트롤 유니트(30)에서는, 프론트 산소센서의 출력신호가 Low에서 High로 변하게 되면, 인젝터의 통전시간과 리어 산소센서의 출력 변화시간(Δt)을 측정하게 된다. In other words, the degree of the air-fuel ratio can be known by calculating the rate of change that differentiates the energization time of the injector, and this rate of change is a function of the time when the signal of the rear oxygen sensor is inverted. Therefore, in the electronic control unit 30, when the output signal of the front oxygen sensor changes from low to high, the energization time of the injector and the output change time Δt of the rear oxygen sensor are measured.

그리고, 현재 측정된 값과 이전에 측정된 값을 시간 조건으로 미분하여, 인젝션 변화율(ΔINJ)을 구하게 되며(S13), 상기 인젝션 변화율(ΔINJ)과 리어 산소센서의 출력 변화시간(Δt)을 이용하여, 모델링 방정식

Figure 112005072301563-PAT00002
을 결정한다(S14). Then, the current measured value and the previously measured value are differentiated by the time condition to obtain the injection change rate ΔINJ (S13), and the injection change rate ΔINJ and the output change time Δt of the rear oxygen sensor are used. Modeling equations
Figure 112005072301563-PAT00002
Determine (S14).

한편, 상기 전자 컨트롤 유니트(30)에서는, 상기 프론트 산소센서와 리어 산소센서에서 각각 출력된 High 신호의 지연시간(Delay Time= T)을 비교한 결과, 사전에 설정된 소정시간 T_SET 보다 크지 않으면, 리어 산소센서가 정상이라고 판단하게 된다(S16). 반면, 사전에 설정된 소정시간 T_SET 보다 크면, 상기 모델링 방정식에 의해 결정된 오차 범위에 속하는 지를 판단하여, 오차 범위 내에 속하는 경우(S17), 리어 산소센서가 정상이라고 판단하고(S18), 오차 범위를 벗어난 경우에는, 리어 산소센서의 고장이라고 판단하게 된다(S19).On the other hand, in the electronic control unit 30, as a result of comparing the delay time (Delay Time = T) of the High signal output from the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor, respectively, if it is not greater than a predetermined time T_SET previously set, The oxygen sensor is determined to be normal (S16). On the other hand, if it is greater than the predetermined time T_SET, it is determined whether it is within the error range determined by the modeling equation, and if it is within the error range (S17), it is determined that the rear oxygen sensor is normal (S18), and it is out of the error range. In this case, it is determined that the rear oxygen sensor is broken (S19).

그리고, 상기 고장 사실을 알리기 위하여 경고등을 점등하고, 고장코드를 저장하게 되므로(S20), 공연비와 연관성을 갖는 인젝터(Injector)의 통전 시간을 반영하여, 산소센서의 고장 여부 판단을 보다 정확하게 보정할 수 있게 된다.In addition, since the warning lamp is turned on to notify the failure, and the fault code is stored (S20), it is possible to correct the determination of the failure of the oxygen sensor more accurately by reflecting the energization time of the injector having an association with the air-fuel ratio. It becomes possible.

본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described exemplary preferred embodiments, but may be embodied in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. If you have it, you can easily understand it. If the implementation by such improvement, change, replacement or addition falls within the scope of the appended claims, the technical idea should also be regarded as belonging to the present invention.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 차량의 배기가스 내에 포함된 산소량을 측정하는 리어 산소센서의 고장 여부를 판단하는 데 있어서, 프론트 산소센서와 리어 산소센서에서 출력되는 High 신호의 출력 지연시간을 이용하되, 공연비와 연관성을 갖는 인젝터(Injector)의 통전 시간을 반영하여, 산소센서의 고장 여부 판단을 보정함으로써, 보다 정확하게 리어 산소센서의 고장 여부를 진단할 수 있게 되므로, 정상 상태인 산소센서를 잘못 교체하게 되는 여러 가지 문제점을 효과적으로 개선할 수 있게 된다.According to the present invention as described above, in determining the failure of the rear oxygen sensor for measuring the amount of oxygen contained in the exhaust gas of the vehicle, using the output delay time of the high signal output from the front oxygen sensor and the rear oxygen sensor By correcting the determination of the failure of the oxygen sensor by reflecting the energization time of the injector which is related to the air-fuel ratio, it is possible to diagnose the failure of the rear oxygen sensor more accurately. It is possible to effectively improve various problems.

Claims (3)

프론트 산소센서의 출력이 하이신호이면서, 리어 산소센서의 출력이 로우신호가 되면, 상기 리어 산소센서의 출력이 하이신호로 변할 때까지의 지연시간을 검출하는 1단계와, A first step of detecting a delay time until the output of the rear oxygen sensor becomes a high signal when the output of the front oxygen sensor is a high signal and the output of the rear oxygen sensor is a low signal; 상기 지연시간이, 사전에 설정된 소정 시간 이내이면, 상기 리어 산소센서가 정상이라고 판단하되, 상기 소정 시간 이내가 아니면, 인젝션 변화율에 의해 산출된 오차 범위 내에 속하는 지를 판단하는 2단계와,Determining that the rear oxygen sensor is normal if the delay time is within a predetermined time, but not within the predetermined time, determining whether the delay time falls within an error range calculated by an injection change rate; 상기 오차 범위 이내면, 상기 리어 산소센서가 정상이라고 판단하고, 상기 오차 범위 이내가 아니면, 고장이라고 판단하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리어 산소센서 고장 진단방법. And a third step of determining that the rear oxygen sensor is normal if it is within the error range, and determining that the rear oxygen sensor is not within the error range. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인젝션 변화율(ΔINJ)은, 인젝터의 통전시간과 리어 산소센서의 출력 변화시간(Δt)에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 리어 산소센서 고장 진단방법. The injection change rate ΔINJ is calculated by the energization time of the injector and the output change time Δt of the rear oxygen sensor. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 오차 범위는, 모델링 방정식
Figure 112005072301563-PAT00003
에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 리어 산소센서 고장 진단방법.The error range is a modeling equation
Figure 112005072301563-PAT00003
Rear oxygen sensor failure diagnostic method, characterized in that determined by.
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