KR0153120B1 - Closed loop air/fuel ratio control method by using oxygen sensor - Google Patents

Abstract

본 발명은 산소센서의 피드백에 의한 페루트 공연비제어방법에 관한 것으로, 차량의 이그니션스위치(14)가 온되고 엔진부(30)가 엔진런(RUNFUEL)되는 상태에서 엔진런(RUNFUEL)상태가 소정 시간(A Sec)이상 지속되는 지를 판정하는 단계와, 상기 엔진런(RUNFUEL)상태가 소정 시간(A Sec)이상 지속되는 것으로 판정되면 상기 산소센서(36)를 통해 리치 또는 린의 장기 지속상태가 요구되는 지를 판정하는 단계, 수온센서(32)로 부터의 냉각수 온도 검출에 따른 검출치(CTS)가 소정치(B) 이상인지를 판정하는 단계, 상기 냉각수 온도 검출에 따른 검출치(CTS)가 소정치(B) 이상으로 판정되면 상기 산소센서(36)가 레디(READY)상태인지를 판정하는 단계, 상기 산소센서(36)가 레디(READY)상태인 것으로 판정되면 산소농도의 검출에 의한 전압신호 파형을 다수 횟수로 천이하여 고정된 드레숄드레벨(Fixed Thresholc Level)을 통해 린/리치 상태를 초기 판정하는 단계, 상기 전압신호 파형의 다수 횟수 천이가 완료되면 필터링주파수(FO2_n) 필터링된 최대전압 파형(02MAX)과 최소전압 파형(02MIN)을 구하는 단계, 페루프보상시점(Closed Loop Correction Term)에 따라 응답시간 보상핀정이 개시되는 시점이 린 상태인 경우 상기 최소전압 파형(02MIN)으로 부터 5% 상승되는 시점을 리치의 개시상태로 판정하여 (1/필터링주파수)/2(1/FO2_n)/2) 시점까지를 리치의 종료시점으로 판정하고, 응답시간 보상판정이 개시되는 시점이 리치 상태인 경우 상기 최대전압 파형(02MAX)으로 부터 5% 하강되는 시점을 린의 개시상태로 판정하여 (1/필터링주파수)/2(1/FO2_n)/2)의 시점까지를 린의 종료시점으로 판정하는 단계 및, 상기 페루프보상시점에 따라 판정된 리치 상태에 따라 린 공연비를 연료의 분사량을 제어하고, 판정된 린 상태에 따라 리치 공연비로 연료의 분사량을 제어하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a Peruvian air-fuel ratio control method by feedback of an oxygen sensor, wherein the engine run state is predetermined when the ignition switch 14 of the vehicle is turned on and the engine unit 30 is run. Determining whether or not the duration of more than the time (A Sec), and if it is determined that the engine run (RUNFUEL) state lasts for more than a predetermined time (A Sec), the long-term duration of the rich or lean through the oxygen sensor 36 Determining whether it is required; determining whether the detected value CTS according to the coolant temperature detection from the water temperature sensor 32 is greater than or equal to the predetermined value B; and the detected value CTS according to the coolant temperature detection Determining whether the oxygen sensor 36 is in a ready state when it is determined to be greater than or equal to a predetermined value B; and by detecting the oxygen concentration when determining that the oxygen sensor 36 is in a ready state. Fixed by transitioning the signal waveform a number of times Les threshold level (Fixed Thresholc Level) a lean / rich state of the initial determination step, the voltage when the multiple number of transitions of the signal waveform is complete, filter frequency (FO2 _n) filtered maximum voltage waveform (02MAX) and the minimum voltage waveform over ( 02MIN), and when the time to start the response time compensation pin according to the closed loop correction point (LIN) is a lean state, the time when the 5% rise from the minimum voltage waveform (02MIN) is the start state of the rich The maximum voltage waveform (02MAX) is determined as the end point of the rich until the time of (1 / filtering frequency) / 2 (1 / FO2 _n ) / 2) and the time when the response time compensation determination starts is rich. Determining the start point of the lean from the 5% drop from) to the start point of (1 / filtering frequency) / 2 (1 / FO2 _n ) / 2) as the end point of the lean; Depending on the rich state determined at the time of compensation, It made in that a step of controlling the fuel injection quantity of the fuel, and controls the injection amount of the fuel in rich air-fuel ratio in accordance with the determined lean state is characterized.

Description

산소센서의 피드백에 의한 페루프 공연비제어방법How to control air-fuel ratio by feedback of oxygen sensor

제1도는 일반적인 차량의 배기매니폴드에 설치된 산소센서의 구조를 나타낸 도면.1 is a view showing the structure of an oxygen sensor installed in the exhaust manifold of a general vehicle.

제2도는 제1도에 도시된 산소센서에서 검출된 배기가스중 산소농도의 검출 파형을 나타낸 파형도.FIG. 2 is a waveform diagram showing a detection waveform of oxygen concentration in exhaust gas detected by the oxygen sensor shown in FIG.

제3도는 본 발명의 방법을 설명하는 산소센서의 피드백에 의한 페루프공연비제어장치를 나타낸 블럭구성도.3 is a block diagram showing a device for controlling the fuel efficiency ratio by the feedback of the oxygen sensor illustrating the method of the present invention.

제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 대칭적으로 판정되는 검출파형의 린/리치상태를 나타낸 파형도.4 is a waveform diagram showing a lean / rich state of detection waveforms symmetrically determined according to a preferred embodiment of the present invention.

제5도는 본 발명의 동작을 설명하는 플로우챠트이다.5 is a flowchart illustrating the operation of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

14 : 이그니션스위치 16 : 악셀작동검출부14: Ignition switch 16: Axel operation detection unit

18 : 연료탱크 20 : 연료펌프18: fuel tank 20: fuel pump

22 : 스로틀보디 24 : 서지탱크22: throttle body 24: surge tank

26 : 분사밸브 28 : 흡기매니폴드26: injection valve 28: intake manifold

30 : 엔진부 32 : 수온센서30: engine unit 32: water temperature sensor

34 : 배기매니폴드 36 : 산소센서(O₂Sensor)34: exhaust manifold 36: oxygen sensor (O ₂ Sensor)

본 발명은 산소센서의 피드백에 의한 페루프 공연비제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 배기가스중 산소농도를 검출하는 산소센서로 부터의 린/리치상태 검출파형을 대칭적으로 보상하여 공연비를 페루프특성으로 피드백함으로써 연비향상을 달성하기 위한 산소센서의 피드백에 의한 페루프 공연비제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Peruvian air-fuel ratio control method by feedback of an oxygen sensor, and more particularly, to an air-fuel ratio by symmetrically compensating a lean / rich state detection waveform from an oxygen sensor that detects oxygen concentration in exhaust gas of a vehicle. The present invention relates to a method for controlling the air-fuel ratio by feedback of an oxygen sensor for achieving fuel efficiency improvement by feeding back to the Peruvian characteristics.

현재, 차량의 주행에 필요한 연료를 엔진의 연소실로 공급하는 연료계에 있어서는 예컨대 가솔린과 같은 연료와 공기를 소정 비율로 혼합한 혼합기의 형태로 공급하도록 되어 있는 바, 해당 연료를 1g 연소시키는데 필요한 공기가 약 15g정도이고 1cc의 연료에 대해서는 약 8500cc의 공기와 혼합되어야만 완전한 연소가 가능하게 되는데, 이 연료의 완전연소에 필요한 공기의 양과의 혼합비를 이론공연비이라고 한다.Currently, in the fuel system for supplying fuel required to drive a vehicle to a combustion chamber of an engine, the fuel system, for example, gasoline, is supplied in the form of a mixer in which fuel and air are mixed at a predetermined ratio. It is about 15g and 1cc of fuel is mixed with about 8500cc of air to achieve complete combustion. The mixing ratio with the amount of air required for complete combustion of this fuel is called theoretical fuel consumption.

그에 따라, 이러한 이론공연비에 근접한 혼합기를 엔진의 연소실에 공급하기 위해서 연소후의 배기가스의 산소농도를 검출한 검출정보를 통해 연료의 린/리치상태를 판정하여 연료분사를 정밀하게 하기 위한 수단으로서 산소센서가 이용되고 있다.Accordingly, oxygen is supplied as a means for precisely fuel injection by determining the lean / rich state of the fuel based on detection information that detects the oxygen concentration of the exhaust gas after combustion in order to supply a mixer close to the theoretical fuel ratio to the combustion chamber of the engine. Sensors are used.

이러한 산소센서에 따르면 제1도에 도시된 바와 같이 차량의 배기매니폴드에 하우징(4)에 의해 고정되어 설치되어서 그 내측에 대기가 유입되도록 하여 대기측전극(6)과 접촉되도록 하고, 그 외측에 배기가스가 유입되도록 하여 배기측전극(10)과 접촉되도록 하는 한편, 그 대기측전극(6)과 배측전극(10)의 사이에 질코니아(Zirconia)소자(12)가 삽입되어 대기측산소량과 배기측산소량간의 농도차를 검출하도록 하고 있는 바, 이 질코니아소자(12)는 고온상태에서 소자의 양면에 접촉하고 있는 대기측과 배기측간의 산소농도의 차이가 발생되면 전원(2)에 의해 기전력을 발생하는 성질을 갖고 있다.According to such an oxygen sensor, as shown in FIG. 1, it is fixed to the exhaust manifold of the vehicle by the housing 4 and installed therein so that the air flows into the inside thereof so as to be in contact with the atmospheric electrode 6, and the outside thereof. The exhaust gas flows into the exhaust electrode 10 so as to be in contact with the exhaust electrode 10, while a Zirconia element 12 is inserted between the atmospheric electrode 6 and the drain electrode 10, and the amount of atmospheric oxygen is introduced. The concentration difference between the amount of oxygen and the exhaust side oxygen is detected. When the difference in oxygen concentration between the atmosphere side and the exhaust side, which is in contact with both sides of the element in a high temperature state, occurs, the power source 2 is turned on. This has the property of generating electromotive force.

한편, 이러한 산소센서로 부터의 배기가스중의 산소농도를 검출하는데 따른 전압신호를 차량의 제어수단에 인가하게 되면, 제어수단에서는 삼원촉매가 가장 좋은 정화성능을 발휘하기 위해 공연비를 모든 운전조건하에서 항상 이론 공연비에 근접하도록 제어하게 된다.On the other hand, when the voltage signal for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas from the oxygen sensor is applied to the control means of the vehicle, the control means in order to achieve the best purification performance of the three-way catalyst under the air condition all the operating conditions The control is always close to the theoretical air-fuel ratio.

또한, 이러한 산소센서를 통해 배기가스중의 산소농도를 검출하는데 따라 발생되는 전압신호에서는 제2도에 도시된 바와 같이 기준이 되는 플로우(Flow)를 중심으로 고정된 드레솔드레벨(Fixed Threshold Level) 즉, 리치윈도우(Rich Window)와 린윈도우(Lean Window)의 영역 부근을 통과하도록 되어 있으므로 파형이 그 리치윈도우의 영역 부근에 위치하게 되면 리치상태로 판정하고 린윈도우의 영역 부근에 위치하게 되면 린상태로 판정하도록 되어 있다.In addition, in the voltage signal generated by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas through the oxygen sensor, a fixed threshold level centered on a reference flow as shown in FIG. That is, since the waveform passes through the region of the Rich Window and the Lean Window, if the waveform is located near the region of the Rich Window, it is determined to be in the rich state. It is supposed to determine the state.

하지만, 그 산소센서를 통해 검출된 산소농도의 검출에 따른 전압신호 파형이 리치 -- 린으로의 응답시간이나 린 -- 리치로의 응답시간이 서로 다르게 나타나게 되어 그 응답시간마다의 듀티비가 50:50이 구해지지 못하게 되는데 따른 정확한 리치상태나 린상태의 판정이 어려워질 뿐만 아니라, 그에 따른 정밀한 연료분사를 위한 공연비의 제어가 힘들어지게 된다.However, in response to the detection of the oxygen concentration detected by the oxygen sensor, the response time to the rich-lean or the response time to the lean-rich is different from each other, resulting in a duty ratio of 50: It is difficult to determine the exact rich or lean state as the 50 is not obtained, and thus the control of the air-fuel ratio for precise fuel injection becomes difficult.

그 뿐만 아니라, 그러한 산소센서로 부터의 전압신호 파형에서 비대칭적으로 판정된 린/리치상태에 따라 린/리치공연비의 피드백제어가 적응적으로 이루어지지 못하게 되는데 따른 연비소모가 증가되고 배기가스의 특성이 나빠지게 된다.In addition, the fuel consumption is increased and the characteristics of the exhaust gas are increased as the feedback control of the lean / rich fuel economy is not adaptively performed according to the lean / rich state asymmetrically determined in the voltage signal waveform from the oxygen sensor. This becomes bad.

따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 산소센서에 의해 검출되는 배기가스중의 산소농도의 전압신호 파형에 대한 응답시간을 보상한 결과에 따른 린/리치판정을 통해 페루프보정시험(Closed Loop Correction Term)에 따라 공연비의 피드백제어를 수행하는 산소센서의 피드백에 의한 페루프 공연비제어방법을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the Peruvian correction test is performed through a lean / rich determination according to a result of compensating a response time of a voltage signal waveform of oxygen concentration in exhaust gas detected by an oxygen sensor. It is an object of the present invention to provide a method for controlling the air-fuel ratio by feedback of an oxygen sensor that performs feedback control of the air-fuel ratio according to (Closed Loop Correction Term).

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 산소센서의 피드백에 의한 페루프 공연비제어방법에 의하면, 산소센서에 의해 배기가스중의 산소농도가 검출되는데 따른 린/리치 전압신호 파형에 의해 연료의 공연비를 제어하는 차량에 있어서; 차량의 이그니션스위치가 온되고 엔진부가 엔진런되는 상태에서 엔진런상태가 소정 시간이상 지속되는 지를 판정하는 단계와, 상기 엔진런상태가 소정 시간이상 지속되는 것으로 판정되면 상기 산소센서를 통해 리치 또는 린의 장기 지속상태가 요구되는 지를 판정하는 단계, 수온센서로 부터의 냉각수 온도 검출에 따른 검출치가 소정치 이상인지를 판정하는 단계, 상기 냉각수 온도 검출에 따른 검출치가 소정치 이상으로 판정되면 상기 산소센서가 레디(READY)상태인지를 판정하는 단계, 상기 산소센서가 레디상태인 것으로 판정되면 산소농도의 검출에 의한 전압신호 파형을 다수 횟수로 천이하여 고정된 드레숄드레벨(Fixed Threshold Level)을 통해 린/리치 상태를 초기 판정하는 단계, 상기 전압신호 파형의 다수 횟수 천이가 완료되면 필터링주파수와 필터링된 최대전압 파형과 최소전압 파형을 구하는 단계, 페루프보상시점에 따라 응답시간 보상판정이 개시되는 시점이 린 상태인 경우 상기 최소전압 파형으로 부터 5% 상승되는 시점을 리치의 개시상태로 판정하여 (1/필터링주파수)/2시점까지를 리치의 종료시점으로 판정하고, 응답시간 보상판정이 개시되는 시점이 리치 상태인 경우 상기 최대전압 파형으로 부터 5% 하강되는 시점을 린의 개시 상태로 판정하여 (1/필터링주파수)/2의 시점까지를 린의 종료시점으로 판정하는 단계 및, 상기 페루프보상시점에 따라 판정된 리치 상태에 따라 린 공연비를 연료의 분사량을 제어하고, 판정된 린 상태에 다라 리치 공연비로 연료의 분사량을 제어하는 단계를 구비하여 이루어진 산소센서의 피드백에 의한 페루프 공연비제어방법을 제공한다.According to the method for controlling the air-fuel ratio by the feedback of the oxygen sensor according to the present invention for achieving the above object, the air-fuel ratio of the fuel by the lean / rich voltage signal waveform is detected by the oxygen sensor in the exhaust gas concentration In a vehicle for controlling the; Determining whether the engine run state lasts for a predetermined time while the ignition switch of the vehicle is turned on and the engine unit runs; and if it is determined that the engine run state lasts for a predetermined time, Determining whether a long-term sustained state is required; determining whether the detected value according to the detection of the coolant temperature from the water temperature sensor is greater than or equal to a predetermined value; Determining whether the oxygen sensor is in the ready state, and when the oxygen sensor is determined to be in the ready state, the voltage signal waveform detected by the oxygen concentration is shifted a plurality of times to determine the lean state through a fixed threshold level. Initial determination of the rich state; when a plurality of transitions of the voltage signal waveform are completed, Determining the maximum voltage waveform and the minimum voltage waveform that have been turned off, and when the response time compensation determination is started according to the Perup compensation time, a 5% increase from the minimum voltage waveform is determined as the start state of the rich. (1 / filtering frequency) / 2 is determined as the end of the rich, and when the time at which the response time compensation determination is started is in the rich state, the time at which 5% is dropped from the maximum voltage waveform is set to the start of the lean. Judging from the time point of (1 / filtering frequency) / 2 to the end of the lean, and controlling the injection amount of the lean air-fuel ratio according to the rich state determined in accordance with the Peruvian compensation point, and determining the lean According to the present invention, there is provided a method for controlling the air-fuel ratio by feedback of an oxygen sensor, the method comprising controlling an injection amount of fuel at a rich air-fuel ratio.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 차량에서 이그니션위치가 온되고 엔진부가 소정 시간동안 엔진런되는 상태에서 산소센서를 통해 린 또는 리치의 지속이 요구되지 않고 냉각수의 온도검출치가 소정치 이상이며 산소센서가 레디상태인 경우에, 산소센서에 의한 산소농도의 검출에 따른 전압신호 파형을 예컨대 5회와 같은 다수 횟수로 천이하여 고정된 드레숄드레벨을 통해 린/리치상태를 초기판정한 다음에, 필터링주파수와 필터링된 최소/최대전압파형을 구하고 페루프보상시점으로 부터 응답시간의 보상판정개시시점이 린 상태이면 최소전압 파형으로 부터 5% 상승되는 시점에서 부터 주기/2까지를 리치상태로 판정하는 한편, 그 응답시간의 개시시점이 리치상태이면 최대전압 파형으로 부터 5% 하강도는 시점에서 부터 주기/2까지의 린 상태로 판정하여 공연비를 린 또는 리치상태로 제어하게 된다.According to the present invention made as described above, the ignition position is turned on in the vehicle and the lean or rich continuity is not required through the oxygen sensor in the state where the engine is engine-run for a predetermined time, and the temperature detected value of the coolant is more than a predetermined value and oxygen When the sensor is in the ready state, the voltage signal waveform according to the detection of the oxygen concentration by the oxygen sensor is shifted a plurality of times, for example, five times to initially determine the lean / rich state through a fixed threshold level. When the filtering frequency and the filtered minimum / maximum voltage waveforms are obtained and the compensation decision start time of the response time from the Peruvian compensation point is low, the cycle is determined from the point of 5% increase from the minimum voltage waveform to period / 2. On the other hand, if the start time of the response time is rich, the 5% drop from the maximum voltage waveform It is determined by the state to control the air-fuel ratio in a lean or rich state.

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.

즉, 제3도는 본 발명의 방법을 설명하는 산소센서의 피드백에 의한 페루프 공연비제어장치를 나타낸 블럭구성도로서, 동 도면에서 참조부호 14는 이그니션키(도시되지 않음)의 키조작에 의해서 시동을 개시하기 위해 스위칭되는 시동스위치를 나타내고, 16은 운전석측에 설치된 악셀레이터의 작동상태를 검출하는 악셀작동검출부를 나타낸다.3 is a block diagram showing the apparatus for controlling the air-fuel ratio by the feedback of the oxygen sensor for explaining the method of the present invention. In FIG. 14, reference numeral 14 denotes a start by key operation of an ignition key (not shown). 16 shows a start switch that is switched to start the operation, and 16 shows an axel operation detection unit for detecting an operation state of an accelerator installed at the driver's seat side.

또한, 참조부호 18은 예컨대 가솔린과 같은 연료가 저장되어 있는 연료탱크를 나타내고, 20은 펌핑동작을 통해 상기 연료탱크(18)에 저장된 연료를 공급하는 연료펌프를 나타낸다.Reference numeral 18 denotes a fuel tank in which fuel such as gasoline is stored, and 20 denotes a fuel pump for supplying fuel stored in the fuel tank 18 through a pumping operation.

또, 참조부호 22는 에어클리너(도시되지 않음)를 통과한 외부로 부터의 공기를 스로틀밸브(도시되지 않음)의 밸브작동상태에 따라 공기량을 조절하여 통과시키는 스로틀보디를 나타내고, 24는 상기 스로틀보디(22)로 부터 조절되어 공급되는 공기와 연료펌프(20)로 부터의 연료가 혼합되어 일시 저장되는 서지탱크를 나타낸다.In addition, reference numeral 22 denotes a throttle body through which air from the outside passing through the air cleaner (not shown) is adjusted by adjusting the amount of air according to the valve operating state of the throttle valve (not shown), and 24 denotes the throttle. The surge tank, in which the air supplied from the body 22 and the fuel from the fuel pump 20 are mixed and temporarily stored, is temporarily stored.

그리고, 참조부호 26은 후술하는 ECM(40)의 제어하에 공연비가 제어되어 저온시에 시동성을 향상시키기 위해 냉각수온이 낮은 경우에 상기 서지탱크(24)로 분사하는 콜드스타트 인젝터와, 냉각수온이 소정온도 이상인 상태(즉, 주행상태)에서 후술하는 흡기매니폴드(28)로 직접 분사하는 인젝터로 이루어진 분사밸브를 나타내고, 28은 상기 서지탱크(24)로 부터의 혼합기를 공급받고 상기 분사밸브(26)로 부터 직접 분사되는 연료와 공기를 혼합한 혼합기를 공급받아 그 저항을 최소화하여 인가하는 흡기매니폴드를 나타낸다.In addition, reference numeral 26 denotes a cold start injector and a cooling water temperature sprayed to the surge tank 24 when the air-fuel ratio is controlled under the control of the ECM 40, which will be described later, and the cooling water temperature is low to improve startability at low temperatures. The injection valve is composed of an injector for directly injecting the intake manifold 28 to be described later in a state of a predetermined temperature or more (that is, the driving state), 28 is supplied with a mixer from the surge tank 24 receives the injection valve ( 26) shows an intake manifold that is supplied with a mixture of fuel and air injected directly from and minimized its resistance.

또한, 참조부호 30은 상기 흡기매니폴드(24)로 부터의 혼합기를 그 연소 실내로 도입받아 폭발착화행정의 반복수행에 의해 동력을 발생하여 차량을 구동시키기 위한 엔진부를 나타내고, 32는 상기 엔진부(30)를 냉각시키기 위한 냉각수의 수온을 검출하는 수온센서를 나타낸다.Further, reference numeral 30 denotes an engine unit for driving the vehicle by generating power by repeating the explosion ignition stroke by introducing the mixer from the intake manifold 24 into the combustion chamber, and 32 denotes the engine unit. The water temperature sensor which detects the water temperature of the cooling water for cooling 30 is shown.

또, 참조부호 34는 상기 엔진부(30)에서 연소된 배기가스를 외부로 배출하기 위한 배기매니폴드를 나타내고, 36은 상기 배기매니폴드(34)를 통해 배출되는 배기가스의 산소농도를 검출하여 혼합기의 린/리치 상태를 검출하는데 따른 전압신호 파형을 발생하는 산소센서를 나타낸다.In addition, reference numeral 34 denotes an exhaust manifold for discharging the exhaust gas combusted by the engine unit 30 to the outside, and 36 denotes an oxygen concentration of exhaust gas discharged through the exhaust manifold 34 Oxygen sensor for generating a voltage signal waveform for detecting the lean / rich state of the mixer.

그리고, 참조부호 38은 수정발진자와 같은 발진클럭발생수단을 내장하고서 시간의 계시를 위한 클럭펄스를 발생하는 계시부를 나타낸다.Reference numeral 38 denotes a clock section for generating clock pulses for time clocking by incorporating oscillation clock generating means such as a crystal oscillator.

또한, 참조부호 40은 상기 이그니션스위치(14)가 스위칭온되고 상기 엔진부(30)의 엔진런(RUNFUEL)상태가 예컨대 2 sec와 같은 소정 시간 이상으로 지속되며, 상기 산소센서(36)에서 린 또는 리치의 장기 지속상태가 존재하지 않는 것으로 판정되며, 상기 수온센서(32)로 부터의 엔진부(30)의 냉각수온을 검출한 검출치가 예컨대 68℃와 같이 콜드엔진(Cold Engine)에서의 혼합기 사용시의 온도와 , 17℃와 같이 웜엔진(Warm Engine)에서의 혼합기 사용시의 온도 이상인 것으로 판정되면, 상기 산소센서(36)가 레디상태인지를 판정하여 예컨대 5회와 같은 소정 횟수의 천이를 행함에 의해서 드레숄드레벨을 통해 배기가스중의 산소농도 검출에 따른 전압신호 파형에서 린/리치 상태를 초기판정하고, 페루프보상시점의 설정을 통해 응답시간 보상판정의 개시시점에 따른 공연비의 피드백제어를 수행하는 ECM(Electronic Control Module)을 나타낸다.Further, reference numeral 40 denotes that the ignition switch 14 is switched on and the engine run state of the engine unit 30 is maintained for a predetermined time or more, for example, 2 sec. Or it is determined that the long-term sustained state of the rich does not exist, and the detected value of detecting the cooling water temperature of the engine unit 30 from the water temperature sensor 32 is a mixer in a cold engine such as 68 ° C. If it is determined that the temperature at the time of use and the temperature at the time of use of the mixer in the warm engine, such as 17 ° C., are determined to be in the ready state, the oxygen sensor 36 is determined to perform a predetermined number of transitions, for example, five times. Initially determine the lean / rich state from the voltage signal waveform according to the detection of oxygen concentration in the exhaust gas through the threshold level, and perform the performance according to the start of the response time compensation decision by setting the Perup compensation time. A represents an ECM (Electronic Control Module) to perform a feedback control.

여기서, 상기 ECM(40)에서는 상기 산소센서(40)에서 발생되는 전압신호파형이 0.295V 이상이면서 0.591V 이하인 상태가 1.5 Sec 이상으로 경과되지 않게 되면 레디상태로 판정하게 된다.In this case, the ECM 40 determines that the voltage signal waveform generated by the oxygen sensor 40 is 0.295V or more and 0.591V or less does not elapse above 1.5 Sec.

또, 상기 ECM(40)은 예컨대 5회와 같은 다수 회수의 천이기간동안에 상기 산소센서(36)로 부터 배기가스중에 산소농도를 검출한 전압신호 파형을 필터링함에 따른 필터링주파수(FO2_n)를 연산하여 필터링주기(T; T=1/FO2_n)를 구하고 필터링된 최대전압파형(02MAX)과 최소전압파형(02MIN)을 구하는 한편, 그 최대전압파형(02MAX)으로부터 5% 상승되는 시점을 리치 상태 개시의 제어이력으로 설정하고 최소전압파형(02MIN)으로부터 5% 하강되는 시점을 린 상태 개시의 제어이력으로 설정하고서, 그 제어이력에 기초하여 린/리치 상태가 듀티비 50:50의 비율을 갖도록 대칭적으로 판정함에 의해 린 공연비 또는 리치 공연비로 연료분사를 제어하게 된다.In addition, the ECM 40 calculates a filtering frequency FO2 _n by filtering the voltage signal waveform which detected the oxygen concentration in the exhaust gas from the oxygen sensor 36 during a plurality of transition periods, for example, five times. To obtain the filtering period (T; T = 1 / FO2 _n ), obtain the filtered maximum voltage waveform (02MAX) and minimum voltage waveform (02MIN), and at the time of 5% rise from the maximum voltage waveform (02MAX), Set the control history of the start and set the time of 5% drop from the minimum voltage waveform (02MIN) as the control history of the start of the lean state, and based on the control history, the lean / rich state has a ratio of 50:50 duty ratio. By symmetrically determining, fuel injection is controlled by the lean air fuel ratio or the rich air fuel ratio.

그리고, 상기 ECM(40)은 제4도에 도시된 바와 같이 응답시간 보상판정이 개시되는 시점이 상기 최대전압파형(02MAX)에 해당되는 린 상태이면 상기 계시부(38)로 부터의 계시클럭을 공급받은 결과로 5% 상승되는 시점으로부터 필터링주기/2(T/2)의 시점까지를 리치 상태로 판정하여 린 공연비로 연료분사를 제어함과 더불어, 응답시간의 보상판정이 개시되는 시점이 상기 최소전압파형(02MIN)에 해당하는 리치 상태이면 상기 계시부(38)로 부터의 계시클럭에 의거하여 5% 하강되는 시점으로부터 필터링주기/2(T/2)까지의 시점을 린 상태로 판정하여 리치 공연비로 연료분사를 제어하게 된다.As shown in FIG. 4, the ECM 40 supplies the time clock from the time clock 38 when the time when the response time compensation determination starts is the lean state corresponding to the maximum voltage waveform (02MAX). The fuel injection is controlled at the lean air-fuel ratio by determining the rich state from the time of 5% increase to the time of the filtering period / 2 (T / 2) as a result of the received result, and the time at which the compensation time of the response time is started is the minimum. In the rich state corresponding to the voltage waveform (02MIN), the rich air-fuel ratio is determined by determining the lean state from the time of 5% drop to the filtering period / 2 (T / 2) based on the time clock from the timepiece 38. To control fuel injection.

또한, 상기 ECM(40)은 상기 필터링주파수(FO2_n)를 FO2_n=FO2_n-1+α(FO2_n'-FO2_n-1) [단, FO2_n'은 최초 검출된 주파수]의 식에 의해 연산하여 구하게 된다.In addition, the ECM 40 sets the filtering frequency FO2 _{n in the formula} of FO2 _n = FO2 _n-1 + α (FO2 _n '-FO2 _n-1 ), where FO2 _n is the first detected frequency. It is calculated by

또, 상기 ECM(40)은 상기 페루프보상시점에서 적분시점(Integral Term)을 설정하여 연료와 공기의 혼합비를 이론공연비에 근접하게 제어하고, 부가시점(Proportional Term)을 설정하여 이론공연비로부터 점프제어를 행하게 된다.In addition, the ECM 40 sets an integral point at the Peruvian compensation point to control a mixture ratio of fuel and air close to the theoretical performance ratio, and sets an additional point to jump from the theoretical performance ratio. Control is performed.

그리고, 상기 ECM(40)은 상기 악셀작동검출부(16)로부터 악셀레이터의 작동상태를 검출하게 되면 폐루프에 의한 피드백제어를 수행하지 않게 된다.When the ECM 40 detects the operation state of the accelerator from the accelerator operation detecting unit 16, the ECM 40 does not perform the feedback control by the closed loop.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 제5도의 플로우챠트를 참조하여 상세히 설명한다.Next, the operation of the present invention made as described above will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

먼저, 단계 50에서 ECM(40)은 이그니션스위치(14)가 스위칭온되어 있는 상태에서 단계 51에서 엔진부(30)가 엔진런(RUNFUEL)상태이면, 단계 52로 진행하여 그 엔진런(RUNFUEL)상태가 계시부(38)의 계시동작에 의해 예컨대 2 Sec와 같은 소정시간(A) 이상으로 지속되고 있는 지의 여부를 판단한다.First, in step 50, the ECM 40 proceeds to step 52 when the engine unit 30 is in the RUNFUEL state in step 51 while the ignition switch 14 is switched on. It is determined whether or not the state has been maintained for more than a predetermined time A such as, for example, 2 Sec by the clocking operation of the time display section 38.

상기 단계 52의 판단 결과, 상기 엔진부(30)의 엔진런(RUNFUEL)상태가 소정시간(A) 이상으로 지속되고 있다고 판단되는 경우 제어가 단계 53으로 진행하여 산소센서(36)에서 배기매니폴드(34)를 통과하는 배기가스중의 산소농도를 검출한 결과에 따른 전압신호 파형에서 리치 또는 린의 장기지속 상태가 존재하고 있는 지의 여부를 판단한다.As a result of the determination in step 52, when it is determined that the engine run state of the engine unit 30 continues for more than a predetermined time A, the control proceeds to step 53, and the oxygen sensor 36 exhaust exhaust manifold. In the voltage signal waveform according to the result of detecting the oxygen concentration in the exhaust gas passing through (34), it is determined whether the long-term sustained state of the rich or lean exists.

상기 단계 53의 판단 결과, 상기 산소센서(36)로 부터의 전압신호 파형에서 리치 도는 린의 장기지속 상태가 존재하지 않고 있다고 판단되는 경우 제어가 단계 54로 진행하여 상기 엔진부(30)측의 냉각수온을 검출하는 수온센서(32)로 부터의 검출치가 예컨대 68℃와 같이 콜드엔진에서의 혼합기 사용시의 온도와, 17℃와 같이 웜엔진에서의 혼합기 사용시의 온도와 같은 소정온도(B)이상인지를 여부를 판단한다.As a result of the determination in step 53, if it is determined in the voltage signal waveform from the oxygen sensor 36 that there is no long-term sustained state of the rich or lean, then the control proceeds to step 54 in which the The detected value from the water temperature sensor 32 for detecting the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined temperature (B) such as the temperature when the mixer is used in a cold engine, for example, 68 ° C, and the temperature when the mixer is used in a worm engine, such as 17 ° C. Determine whether or not.

상기 단계 54의 판단 결과, 상기 수온센서(32)로 부터의 검출치가 소정온도(B) 이상인 것으로 판단되는 경우 제어가 단계 55로 진행하여 상기 산소센서(36)가 레디상태인지의 여부를 판단한다.As a result of the determination in step 54, when it is determined that the detected value from the water temperature sensor 32 is equal to or higher than a predetermined temperature (B), the control proceeds to step 55 to determine whether the oxygen sensor 36 is in a ready state. .

상기 산소센서(36)가 레디상태인 것으로 판단되는 경우 제어가 단계 56으로 진행하여 고정된 드레숄드레벨에 따라 상기 산소센서(36)로 부터 발생되는 전압신호 파형의 린/리치 상태를 초기판정하게 되는 바, 그 전압신호 파형이 린윈도우(Lean Window)내에 있게 되면 린 상태로 판정하고 리치윈도우(Rich Window)내에 있게 되면 리치 상태로 판정하는 한편, 린윈도우가 1이면 리치 상태로 판정하고 그 린윈도우가 1이 아니면 린 상태로 판정하게 된다.If it is determined that the oxygen sensor 36 is in the ready state, control proceeds to step 56 to initially determine the lean / rich state of the voltage signal waveform generated from the oxygen sensor 36 according to the fixed threshold level. When the voltage signal waveform is in the Lean Window, it is determined to be in a lean state. When the voltage signal waveform is in a Rich Window, it is determined to be in a rich state. If the window is not 1, a lean state is determined.

그 상태에서, 상기 ECM(40)은 상기 산소센서(36)로 부터의 전압신호 파형을 필터링함에 따른 필터링주파수(FO2_n)를 연산하여 필터링주기(T; T=1/FO2_n)를 구하고, 필터링된 최대전압파형(02MAX)과 최소전압파형(02MIN)을 구하는 한편, 그 최대전압파형(02MAX)으로부터 5% 상승되는 시점을 리치 상태 개시의 제어이력으로 설정하고 최소전압파형(02MIN)으로부터 5% 하강되는 시점을 린 상태 개시의 제어이력으로 설정하게 된다.In this state, the ECM 40 calculates the filtering frequency FO2 _n by filtering the voltage signal waveform from the oxygen sensor 36 to obtain a filtering period T; T = 1 / FO2 _n , The filtered maximum voltage waveform (02MAX) and minimum voltage waveform (02MIN) are obtained, while the 5% increase from the maximum voltage waveform (02MAX) is set as the control history of the start of the rich state, and 5 from the minimum voltage waveform (02MIN) is obtained. The time point at which the% falls is set as the control history of the start of the lean state.

그 다음에, 단계 57로 진행하여 상기 ECM(40)은 상기 산소센서(36)로 부터의 전압신호 파형을 예컨대 5회와 같은 다수 횟수로의 천이가 종료되고 있는지의 여부를 판단한다.The ECM 40 then determines whether the transition of the voltage signal waveform from the oxygen sensor 36 a plurality of times, for example, five times, has ended.

상기 단계 57의 판단 결과, 상기 산소센서(36)로 부터의 전압신호 파형이 예컨대 5회와 같은 다수 횟수로의 천이가 종료되고 있다고 판단되는 경우 제어가 단계 58로 진행하여 응답시간 보상판정이 개시되는 시점이 린윈도우내인지의 여부를 판단한다.As a result of the determination in step 57, if it is determined that the transition of the voltage signal waveform from the oxygen sensor 36 is completed a plurality of times, for example, five times, the control proceeds to step 58 and the response time compensation judgment is started. It is determined whether or not it is within the Lean window.

상기 단계 58의 판단 결과, 상기 단계 56에서 초기판정된 결과에 따라 응답시간의 보상판정이 개시되는 시점이 린윈도우내 즉, 최소전압 파형(02MIN)에 해당된다고 판단되는 경우 제어가 단계 59로 진행하여 현재의 산소농도 검출상태를 린 상태로 판정하게 된다.As a result of the determination in step 58, when it is determined that the time point at which the compensation determination of the response time starts according to the result determined initially in step 56 is within the window, that is, the minimum voltage waveform (02MIN), the control proceeds to step 59. The current oxygen concentration detection state is determined as the lean state.

그 다음에, 단계 60으로 진행하여 상기 전압신호 파형이 그 최소전압파형(0MIN)으로 부터 5% 상승되는 시점에 해당되는 지의 여부를 판단한다.Then, the process proceeds to step 60 to determine whether or not the voltage signal waveform corresponds to the time when it rises 5% from its minimum voltage waveform (0MIN).

상기 단계 60의 판단 결과, 상기 전압신호 파형이 그 최소전압파형(02MIN)으로부터 5% 상승되는 시점에 해당된다고 판단되는 경우 제어가 단계 61로 진행하여 현재의 산소농도 검출상태를 리치 상태로 판정하게 된다.If it is determined in step 60 that the voltage signal waveform corresponds to a time point that rises 5% from its minimum voltage waveform (02MIN), then control proceeds to step 61 to determine the current oxygen concentration detection state as a rich state. do.

그 다음에, 단계 62로 진행하여 상기 산소센서(36)로부터 발생되는 전압 신호 파형이 필터링주기/2((1/FO2_n)/2)의 시점으로 경과되고 있는 지의 여부를 판단한다.The flow then advances to step 62 to determine whether or not the voltage signal waveform generated from the oxygen sensor 36 has elapsed at the time of the filtering period / 2 ((1 / FO2 _n ) / 2).

상기 단계 62의 판단 결과, 상기 전압신호 파형이 필터링주기/2(1/FO2_n)/2)의 시점으로 경과되고 있다고 판단되는 경우 제어가 상기 단계 59로 재진행하여 상기 단계 59~단계 61의 동작을 피드백제어에 의해 계속적으로 반복하게 된다.As a result of the determination in step 62, if it is determined that the voltage signal waveform has elapsed at the time of the filtering period / 2 (1 / FO2 _n ) / 2), the control returns to the step 59, and the operations of the steps 59 to 61 are performed. Is repeated continuously by feedback control.

하지만, 상기 단계 58의 판단 결과 상기 ECM(40)은 상기 단계 56에서 초기판정된 결과에 따라 응답시간의 보상판정이 개시되는 시점이 리치윈도우내 즉, 최대전압파형(02MAX)에 해당된다고 판단되는 경우 제어가 단계 63으로 진행하여 현재의 산소농도 검출상태를 리치 상태로 판정하게 된다.However, as a result of the determination in step 58, the ECM 40 determines that the time point at which the compensation determination of the response time starts according to the result of the initial determination in step 56 is within the rich window, that is, the maximum voltage waveform (02MAX). In the case where the control proceeds to step 63, the current oxygen concentration detection state is determined as the rich state.

그 다음에, 단계 64로 진행하여 상기 전압신호 파형이 그 최대전압파형(02MAX)으로 부터 5% 하강되는 시점에 해당되는 지의 여부를 판단한다.The process then proceeds to step 64 to determine whether or not the voltage signal waveform falls at a time when the voltage signal waveform falls 5% from the maximum voltage waveform (02MAX).

상기 단계 64의 결과, 상기 전압신호 파형이 그 최대전압파형(02MAX)으로부터 5% 하강되는 시점에 해당된다고 판단되는 경우 제어가 단계 65로 진행하여 산소농도 검출상태를 린 상태로 판정하게 된다.As a result of the step 64, if it is determined that the voltage signal waveform falls at a time point 5% lower from the maximum voltage waveform (02MAX), the control proceeds to step 65 to determine the oxygen concentration detection state as a lean state.

그 다음에, 단계 66으로 진행하여 상기 산소센서(36)로부터 발생되는 전압신호 파2형이 필터링주기2((1/FO2_n)/2)의 시점으로 경과되고 있는 지의 여부를 판단한다.Next, the flow advances to step 66 to determine whether the voltage signal wave form 2 generated from the oxygen sensor 36 has elapsed at the time of the filtering period 2 ((1 / FO2 _n ) / 2).

상기 단계 66의 판단 결과, 상기 전압신호 파형이 필터링주기2((1/FO2_n)/2)의 시점으로 경과되고 있다고 판단되는 경우 제어가 상기 단계 63으로 재진행하여 상기 단계 63~단계 65의 동작을 피드백제어에 의해 계속적으로 반복하게 된다.As a result of the determination in step 66, if it is determined that the voltage signal waveform has elapsed at the time of the filtering period 2 ((1 / FO2 _n ) / 2), the control proceeds to the step 63 again, and the operations of the steps 63 to 65 are performed. Is repeated continuously by feedback control.

이와 같이 이루어진 상기한 본 발명에 따르면, 차량에서 산소센서의 배기가스중 산소농도의 검출에 따른 전압신호 파형을 다수 횟수로 천이하여 제어이력을 설정함에 의해, 페루프보상시점에 따른 피드백제어를 통해 공연비를 제어함에 따라, 공연비의 정밀한 제어가 가능하게 되어 연비를 크게 향상시킬 수 있으면서 배기가스를 현저히 감소시킬 수 있게 된다.According to the present invention made as described above, by setting the control history by transitioning the voltage signal waveform in accordance with the detection of the oxygen concentration in the exhaust gas of the oxygen sensor in the vehicle a number of times, through the feedback control according to the Peruvian compensation point By controlling the air-fuel ratio, precise control of the air-fuel ratio becomes possible, which can significantly improve the fuel economy and significantly reduce the exhaust gas.

Claims (1)

산소센서(36)에 의해 배기가스중의 산소농도가 검출되는데 따른 린(Lean)/리치(Rich) 전압신호 파형에 의해 연료의 공연비를 제어하는 차량에 있어서, 차량의 이그니션스위치(14)가 온되고 엔진부(30)가 엔진런(RUNFUEL)되는 상태에서 엔진런(RUNFUEL)상태가 소정 시간(A Sec)이상 지속되는 지를 판정하는 단계와, 상기 엔진런(RUNFUEL)상태가 소정 시간(A Sec)이상 지속되는 것으로 판정되면 상기 산소센서(36)를 통해 리치 또는 린의 장기 지속상태가 요구되는 지를 판정하는 단계, 수온센서(32)로 부터의 냉각수 온도 검출에 따른 검출치(CTS)가 소정치(B) 이상인지를 판정하는 단계, 상기 냉각수 온도 검출에 따른 검출치(CTS)가 소정치(B) 이상으로 판정되면 상기 산소센서(36)가 레디(READY)상태인지를 판정하는 단계, 상기 산소센서(36)가 레디(READY)상태인 것으로 판정되면 산소농도의 검출에 의한 전압신호 파형을 다수 횟수로 천이하여 고정된 드레숄드레벨(Fixed Threshold Level)을 통해 린/리치 상태를 초기 판정하는 단계, 상기 전압신호 파형을 다수 횟수 천이가 완료되면 필터링주파수(FO2_n)와 필터링된 최대전압 파형(02MAX)과 최소전압 파형 (02MIN)을 구하는 단계, 페루프보상시점(Closed Loop Correction Term)에 따라 응답시간 보상판정이 개시되는 시점이 린 상태인 경우 상기 최소전압 파형(02MIN)으로부터 5% 상승되는 시점을 리치의 개시상태로 판정하여 (1/필터링주파수)/2((1/FO2_n)/2) 시점까지를 리치의 종료시점으로 판정하고, 응답시간 보상판정이 개시되는 시점이 리치 상태인 경우 상기 최대전압 파형(02MAX)으로부터 5% 하강되는 시점을 린의 개시상태로 판정하여 (1/필터링주파수)/2((1/FO2_n)/2)의 시점까지를 린의 종료시점으로 판정하는 단계 및, 상기 페루프보상시점에 따라 판정된 리치 상태에 따라 린 공연비를 연료의 분사량을 제어하고, 판정된 린 상태에 따라 리치 공연비로 연료의 분사량을 제어하는 단계를 구비하여 이루이진 것을 특징으로 하는 산소센서의 피드백에 의한 페루프 공연비제어방법.In a vehicle in which the air / fuel ratio of fuel is controlled by a lean / rich voltage signal waveform in which oxygen concentration in the exhaust gas is detected by the oxygen sensor 36, the ignition switch 14 of the vehicle is turned on. And determining whether the engine run state continues for a predetermined time A Sec or more in a state where the engine unit 30 runs RUNFUEL, and the engine run state lasts for a predetermined time (A Sec). If it is determined that the lasting longer than or equal to a long-term continuous state of the rich or lean through the oxygen sensor 36, the detection value (CTS) according to the detection of the coolant temperature from the water temperature sensor 32 is small Determining whether the oxygen sensor 36 is in a ready state when the detection value CTS according to the coolant temperature detection is equal to or greater than a predetermined value B; If it is determined that the oxygen sensor 36 is in the ready state, Translating the voltage signal waveform by the detection of the concentration a number of times and initially determining the lean / rich state through a fixed threshold level. FO2 _n ), the filtered maximum voltage waveform (02MAX) and the minimum voltage waveform (02MIN) are obtained, and the minimum time when the response time compensation determination is started according to the Closed Loop Correction Term is the minimum. The 5% increase from the voltage waveform (02MIN) is determined as the start of the rich, and the time until (1 / filtering frequency) / 2 ((1 / FO2 _n ) / 2) is determined as the end of the rich, and the response time When the time point at which the compensation judgment is started is in the rich state, the time point at which 5% is dropped from the maximum voltage waveform (02MAX) is determined as the start state of lean, so that (1 / filtering frequency) / 2 ((1 / FO2 _n ) / 2) Is determined by the end of lean And controlling the injection amount of the lean air-fuel ratio according to the rich state determined according to the Peruvian compensation time point, and controlling the injection amount of the fuel at the rich air-fuel ratio according to the determined lean state. Peruf air-fuel ratio control method by feedback of oxygen sensor.