KR100195491B1 - Air-fuel ratio control method of feedback carburator - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 피드백 기화기의 공연비 제어방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 엔진 시동 후 수온센서,산소센서 등의 센서 입력신호에 따라 엔진의 운전상태를 판단하여 엔진의 전운전 영역에서 최적의 공연비가 되도록 산소센서의 지연시간을 변동적으로 제어토록 한 자동차용 피드백 기화기의 공연비 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air-fuel ratio control method for a carburetor vaporizer. More specifically, after the engine is started, the vehicle determines the operating state of the engine according to sensor input signals such as water temperature sensor and oxygen sensor to variably control the delay time of the oxygen sensor so that the optimum air-fuel ratio is achieved in the entire operating region of the engine. Ratio control method for a feedback feedback vaporizer.

본 발명에서는 산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich)로의 반전시 지연시간(Delay Time)을 변동적으로 제어하여 '공기-연료 혼합비'가 잡음(Noise) 등의 영향을 받아 변동하는 순간에서의 '희박(Lean) → 농후(Rich)'시의 산소센서 지연시간(이하,OXDER이라 함) 동안은 산소센서의 출력에 무관하게 듀티비 제어가 실시되도록하여 엔진 운전상태의 안정화를 꽤하고 배기가스의 저감효과를 얻도록 하는 효과를 제공하게 된다.In the present invention, by controlling the delay time of the oxygen sensor Lean → Rich inverting variably, the 'air-fuel mixture ratio' is changed at the moment affected by noise, etc. Oxygen sensor delay time (hereinafter referred to as OXDER) during 'Lean → Rich' is to allow duty ratio control to be performed regardless of the output of the oxygen sensor to stabilize engine operation state and exhaust It provides an effect to obtain a gas reduction effect.

Description

자동차용 피드백 기화기의 공연비 제어방법Air-fuel ratio control method of automotive feedback vaporizer

본 발명은 자동차용 피드백 기화기의 공연비 제어방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 엔진 시동 후 수온센서,산소센서 등의 센서 입력신호에 따라 엔진의 운전상태를 판단하여 엔진의 전운전 영역에서 최적의 공연비가 되도록 산소센서의 지연시간을 변동적으로 제어토록 한 자동차용 피드백 기화기의 공연비 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air-fuel ratio control method for a carburetor vaporizer. More specifically, after the engine is started, the vehicle determines the operating state of the engine according to sensor input signals such as water temperature sensor and oxygen sensor to variably control the delay time of the oxygen sensor so that the optimum air-fuel ratio is achieved in the entire operating region of the engine. Ratio control method for a feedback feedback vaporizer.

일반적으로 최근에 출고되는 고급사양의 자동차에는 전자제어엔진을 탑재하고 있으며, 동시에 전자제어식 기화기에 해당하는 피드백 기화기(FBC)를 구비하고 있다. 이 피드백 기화기에서는 자동차의 배출가스를 최소한 줄이면서 적정한 공기-연료 혼합비를 실린더내에 공급해서 전자제어장치(ECU)의 제어작용를 통해 엔진의 전운전 영역에서 최적의 공연비가 되도록 피드백 솔레노이드를 듀티제어하여 연소 개선을 도모하게 되는데, 특히 엔진 난기 후의 정상주행 영역에서는 산소센서의 신호에 따라 공연비를 촉매 전환효율이 극대화되는 이론공연비(A/F=14.7) 부근으로 피드백 제어하여 배기 정화의 극대화,연비 및 주행성 향상을 도모하고, 또한 시도시,고부하시,가속시 등은 피드백 제어하지 않고 고정 듀티값에 따른 오픈 루프제dj를 하여 엔진 운전상태의 안정화를 도모하도록 설계되어 있다.In general, recently released high-end cars are equipped with an electronic control engine, and at the same time equipped with a feedback vaporizer (FBC) corresponding to the electronically controlled carburetor. This feedback carburetor supplies combustion with the appropriate air-fuel mixture ratio in the cylinder while minimizing the emission of the vehicle, and controls the feedback solenoid to provide the optimum air-fuel ratio in the engine's pre-drive area through the control action of the ECU. In particular, in the normal driving area after engine warm-up, the air-fuel ratio is feedback-controlled near the theoretical performance ratio (A / F = 14.7) where the catalytic conversion efficiency is maximized according to the signal of the oxygen sensor, maximizing exhaust purification, fuel efficiency and runability. It is designed to improve the performance and to stabilize the engine operating state by performing open loop control according to a fixed duty value without feedback control during trial, high load, and acceleration.

즉, 종래에는 도 1의 흐름도에서 예시하는 바와 같이 엔진시동을 걸게 되면 전자제어장치(ECU)에서는 먼저 냉각수온센서를 통해 엔진냉각수의 온도가 적정온도(약 80℃)인지를 비교하고, 이어서 산소센서의 활성화 상태를 비교한 후, 연료분사 금지중인가를 판단한다. 그리고 엔진상태가 고부하 영역인가를 판단하고, 이어서 공기량 검출수단 및 수온 검출수단이 정상인지를 판단한 다음, 연료분사 금지 후 일정시간이 경과하였나를 판단해서 공연비 피드백 조건을 성립시킨다. 그다음 다시 엔진의 공회전 상태인가를 확인해서, 산소센서의 지연시간(Oxygen Delay Time)을 결정하게 되는데 이때 산소센서의 출력전압이 슬라이스 레벨 이상으로 되면 전자제어장치에서는 공연비가 작다고 판단하여 듀티값을 서서히 증가시켜 공연비를 크게 한다.(Lean(희박) → Rich(농후)) 그리하여 공연비가 이론공연비(14.7)보다 크게 되면 반대로 듀티값을 서서히 감소시켜 공연비를 작게 한다.(Rich(농후) → Lean(희박))That is, when the engine is started as illustrated in the flowchart of FIG. 1, the electronic control unit (ECU) first compares the temperature of the engine coolant with an appropriate temperature (about 80 ° C.) through a coolant temperature sensor, and then oxygen. After comparing the activation states of the sensors, it is determined whether fuel injection is prohibited. Then, it is determined whether the engine state is a high load region, and then it is determined whether the air quantity detecting means and the water temperature detecting means are normal, and then it is determined whether a predetermined time has elapsed after prohibiting fuel injection, thereby establishing an air-fuel ratio feedback condition. Then, it checks whether the engine is idling again, and determines the oxygen delay time. When the output voltage of the oxygen sensor is higher than the slice level, the electronic controller determines that the air-fuel ratio is small and gradually decreases the duty value. Increase the air-fuel ratio (Lean → lean). Therefore, when the air-fuel ratio becomes larger than the theoretical performance ratio (14.7), on the contrary, the duty value is gradually reduced to reduce the air-fuel ratio. (Rich (rich) → Lean (lean) ))

그러나 상기와 같은 피드백 기화기의 제어방식은 공연비의 피드백 조건 성립 후 엔진공회전(Idle)의 온(ON),오프(OFF) 상태에서 산소센서의 지연시간이 일정한 값으로 주어져, 차량의 주행에 따른 각종 배기가스(Emission) 관련부품(에어 플로미터, 산소센서 등)이 열화되는 경우 '공기-연료 혼합비'가 불안정한 상태로 변동하며, 감속 후 재가속하는 경우 촉매의 윈도(Window)를 벗어나서 배기가스에 악영향을 끼치는 문제가 있었다.However, the control method of the feedback vaporizer as described above is given a constant value of the delay time of the oxygen sensor in the ON, OFF state of the engine idle (Idle) after establishing the feedback condition of the air-fuel ratio, the various If the emission-related parts (air flow meter, oxygen sensor, etc.) are deteriorated, the 'air-fuel mixture ratio' fluctuates unstable, and if decelerated and re-accelerated, the catalyst is out of the window and adversely affects the exhaust gas. There was a problem affecting.

이에, 본 발명에서는 산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich)로의 반전시 지연시간(Delay Time)을 변동적으로 제어하여 '공기-연료 혼합비'가 잡음(Noise) 등의 영향을 받아 변동하는 순간에서의 '희박(Lean) → 농후(Rich)'시의 산소센서 지연시간(이하,OXDER이라 함) 동안은 산소센서의 출력에 무관하게 듀티비 제어가 실시되도록하여 엔진 운전상태의 안정화를 꽤하고 배기가스의 저감효과를 얻도록 함에 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, in the present invention, the 'air-fuel mixture ratio' is fluctuated under the influence of noise by controlling the delay time at the time of inversion of the oxygen sensor to lean → rich. During the oxygen sensor delay time (Lean to Rich) at the moment (hereinafter referred to as OXDER), the duty ratio control is performed regardless of the output of the oxygen sensor to stabilize the engine operation state. The purpose is to obtain an exhaust gas reduction effect.

도 1은 종래 피드백 기화기의 공연비 제어방법을 예시한 흐름도.1 is a flow chart illustrating an air-fuel ratio control method of a conventional feedback vaporizer.

도 2는 본 발명의 피드백 기화기의 공연비 제어방법을 예시한 흐름도.Figure 2 is a flow chart illustrating a method for controlling the air-fuel ratio of the feedback vaporizer of the present invention.

도 3은 공연비 피드백 제어에 의한 듀티값 변화도.3 is a diagram illustrating a change in duty value by air-fuel ratio feedback control.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

OXDLR : '희박(Lean) → 농후(Rich)'시의 산소센서 지연시간OXDLR: Oxygen sensor delay time between 'lean' and 'rich'

OXDRL : '농후(Rich) → 희박(Lean)'시의 산소센서 지연시간OXDRL: Oxygen sensor delay time from 'rich' to 'lean'

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 피드백 기화기의 공연비 제어방법은 다음과 같은 특징을 제공한다.The air-fuel ratio control method of the feedback carburetor for automobiles of the present invention for achieving the above object provides the following features.

엔진시동 후 엔진수온의 적정온도(약80℃)을 확인하는 단계와, 산소센서의 활성화를 확인하는 단계와, 연료분사 금지중임을 확인하는 단계와,엔진상태가 과부하 영역인가를 확인하는 단계와, 공기량 검출수단 및 수온 검출수단이 정상인가를 확인하는 단계와,연료분사 정지 후 일정시간이 경과하였는가를 확인하는 단계와, 상기 여러 단계들을 통해 공연비 피드백(F/B) 조건을 성립시키는 단계와, 엔진공회전(Idle) 상태인가를 확인하는 단계를 거쳐 산소센서의 지연시간을 설정하는 공연비 피드백 제어방법에 있어서,Checking the proper temperature of the engine water temperature (approx. 80 ° C) after starting the engine, checking the activation of the oxygen sensor, checking that fuel injection is prohibited, checking whether the engine is in the overload zone, and Checking whether the air quantity detecting means and the water temperature detecting means are normal, checking whether a predetermined time has elapsed after stopping the fuel injection, and establishing an air / fuel ratio feedback (F / B) condition through the various steps; In the air-fuel ratio feedback control method for setting the delay time of the oxygen sensor through the step of checking whether the engine idle (Idle) state,

상기 엔진공회전 상태의 확인단계를 거친 후, 엔진공회전의 경우에 산소센서의 출력이 0.45V이하 → 0.45V이상인지를 확인하는 단계;Checking whether the output of the oxygen sensor is 0.45V or less → 0.45V or more in the case of engine idle after the engine idle state is checked;

엔진공회전이 아닌 경우에 산소센서의 출력이 0.45V이하 → 0.45V이상인지를 확인하는 단계;Checking whether the output of the oxygen sensor is 0.45V or less → 0.45V or more when the engine is not idle;

산소센서의 출력이 0.45V이하 → 0.45V이상인지를 확인하는 단계를 거친 후, 산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich) 지연시간동안 산소센서 출력의 변동이 0.05v이상 진폭으로 3회이상 반복하는가를 확인하는 단계;After checking if the output of oxygen sensor is below 0.45V → 0.45V, change of oxygen sensor output is repeated more than 3 times with amplitude of 0.05v or more during Lean → Rich delay time of oxygen sensor. Confirming whether or not;

산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich) 지연시간동안은 일정 공연비(F/B)를 갖는 보정치를 유지하는 단계; 그리고,Maintaining a correction value having a constant air-fuel ratio (F / B) during the lean → rich delay time of the oxygen sensor; And,

공연비 증감시의 산소지연시간을 일정하게 유지하는 단계;Maintaining a constant oxygen delay time when the air-fuel ratio is increased or decreased;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.

따라서, 본 발명에 의하면 산소센서의 지연시간을 변동적을 제어할 수 있어 산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich) 지연시간이 짧은 시간으로 설정되더라도 산소센서의 출력에 무관하게 듀티비 제어가 실시되기 때문에 엔진 운전상태의 안정화를 실현할 수 있을 뿐만아니라 배기가스의 저감효과를 얻을 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, the delay time of the oxygen sensor can be controlled variably, so that even if the lean → rich delay time of the oxygen sensor is set to a short time, the duty ratio control is performed regardless of the output of the oxygen sensor. As a result, stabilization of the engine operating state can be realized, and an emission reduction effect can be obtained.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명을 첨부된 비한정의 예시도면을 통해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the attached non-limiting exemplary drawings.

도 2는 본 발명의 피드백 기화기의 공연비 제어방법을 예시한 흐름도이며, 도 3은 공연비 피드백 제어에 의한 듀티값 변화관계를 나타낸 것이다.2 is a flowchart illustrating a method for controlling the air-fuel ratio of the feedback vaporizer according to the present invention, and FIG. 3 shows a change in duty value by the air-fuel ratio feedback control.

도시한 바와 같이, 본 발명의 자동차용 피드백 기화기의 공연비 제어방법에 의하면, 통상의 제어방식과 같이 엔진공회전(Idle) 상태의 확인단계를 거친 후, 엔진공회전의 경우나 그렇지 않은 경우에 공히 산소센서의 출력이 0.45V이하 → 0.45V이상인지를 확인하는 단계를 수행하고, 이어서 산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich) 지연시간동안 산소센서 출력의 변동이 0.05v이상 진폭으로 3회이상 반복하는가를 확인하는 단계를 수행한 후, 산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich) 지연시간동안은 일정 공연비(F/B)를 갖는 보정치를 유지(원래 변화값(Gradient) 유지)하는 단계를 실현토록 함으로써, '공기-연료 혼합비'가 변동하는 순간의 OXDLR 동안은 산소센서의 출력에 무관하게 배기가스의 저감효율을 제고시킬 수 있게 되는 것이다.As shown, according to the air-fuel ratio control method of the automotive feedback vaporizer of the present invention, after the engine idle state (Idle) checking step as in the normal control method, the oxygen sensor in the case of the engine idle or not Check if the output is less than 0.45V → more than 0.45V, and then is the variation of the oxygen sensor output more than three times with amplitude of 0.05v or more during the lean → rich delay time of the oxygen sensor? After the step of confirming, the step of maintaining the original value of the correction value having a constant air-fuel ratio (F / B) during the lean → rich delay time of the oxygen sensor is realized. By doing so, during the OXDLR when the 'air-fuel mixture ratio' is changed, it is possible to improve the reduction efficiency of the exhaust gas regardless of the output of the oxygen sensor.

즉, 엔진시동을 걸게 되면 전자제어장치(ECU)에서는 먼저 시동 후인지를 확인하게 되고, 이어서 냉각수온센서를 통해 엔진냉각수의 온도가 적정온도(약 80℃)인지를 비교 확인한 다음, 산소센서가 활성화 상태에 있는지를 확인한다. 그리고 연료분사 금지중인가를 확인하고, 이어서 엔진상태가 고부하 영역인가를 판단한 후, 공기량 검출수단 및 수온 검출수단이 정상인지를 판단한다. 그리고 연료분사 금지 후 일정시간이 경과하였나를 판단하는 일련의 비교 판단과정를 거쳐해서 공연비 피드백 성립의 조건을 갖추게 된다. 그다음 다시 엔진의 공회전 상태인가 아닌가를 판단해서 산소센서의 출력을 확인하게 되는데, 엔진공회전 상태의 경우에 산소센서의 출력이 0.45V이하 → 0.45V이상인지를 확인하는 과정을 수행하고, 엔진공회전 상태가 아닌 경우에 있어서도 산소센서의 출력이 0.45V이하 → 0.45V이상인지를 확인하는 과정을 수행한다.이렇게 산소센서의 출력이 0.45V이하 → 0.45V이상인지를 확인하는 단계를 거친 후에는 산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich) 지연시간(OXDLR)동안 산소센서 출력의 변동이 0.05v이상 진폭으로 3회이상 반복하는가를 확인하게 되는데, 이때 산소센서의 변동이 확인되면 OXDLR 동안은 일정 공연비(F/B)를 갖는 보정치를 유지(원래 Gradient유지)하게 되고, 따라서 산소센서의 지연시간은 일정하게 유지될 수 있게 되는 것이다.That is, when the engine is started, the ECU first checks whether the engine is after starting, and then compares the temperature of the engine coolant with an appropriate temperature (about 80 ℃) through the coolant temperature sensor. Make sure you are active. Then, it is checked whether the fuel injection is prohibited, and after determining whether the engine state is a high load region, it is determined whether the air quantity detecting means and the water temperature detecting means are normal. In addition, through a series of comparative judgments to determine whether a certain time has elapsed since the fuel injection is prohibited, the condition for establishing the air-fuel ratio feedback is satisfied. Then, it is again judged whether the engine is idling or not, and the output of the oxygen sensor is checked.In the case of the engine idling state, the process of checking whether the output of the oxygen sensor is 0.45V or less → 0.45V or more is performed. If the oxygen sensor output is less than 0.45V → 0.45V, the oxygen sensor output is 0.45V or less → 0.45V or more. During Lean → Rich Delay Time (OXDLR), it is checked whether the variation of the oxygen sensor output repeats more than three times with amplitude of 0.05v or more. The correction value with F / B) is maintained (original gradient), and thus the delay time of the oxygen sensor can be kept constant.

이와 같이, 본 발명에 의하면 산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich)로의 반전시 지연시간(Delay Time)을 변동적으로 제어하여 '공기-연료 혼합비'가 잡음(Noise) 등의 영향을 받아 변동하는 순간에서의 '희박(Lean) → 농후(Rich)'시의 산소센서 지연시간(이하,OXDER이라 함) 동안은 산소센서의 출력에 무관하게 듀티비 제어가 실시되도록하여 엔진 운전상태의 안정화를 꽤하고 배기가스의 저감효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.As described above, according to the present invention, the air-fuel mixture ratio is influenced by noise by variably controlling the delay time when the oxygen sensor is inverted into lean to rich. During the oxygen sensor delay time (Lean) to rich (Rich) at the moment of fluctuation, the duty ratio control is performed regardless of the output of the oxygen sensor to stabilize the engine operating state. And the reduction of the exhaust gas can be achieved.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 자동차용 피드백 기화기의 공연비 제어방법을 설명하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것이며, 본 발명은 상기한 실시예에 한정하지 않고 이하의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.What has been described above is only one embodiment for explaining the air-fuel ratio control method of the feedback carburetor for automobiles according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment and the gist of the invention claimed in the following claims Various changes can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

Claims (1)

엔진시동 후 엔진수온의 적정온도(약80℃)을 확인하는 단계와, 산소센서의 활성화를 확인하는 단계와, 연료분사 금지중임을 확인하는 단계와,엔진상태가 과부하 영역인가를 확인하는 단계와, 공기량 검출수단 및 수온 검출수단이 정상인가를 확인하는 단계와,연료분사 정지 후 일정시간이 경과하였는가를 확인하는 단계와, 상기 여러 단계들을 통해 공연비 피드백(F/B) 조건을 성립시키는 단계와, 엔진공회전(Idle) 상태인가를 확인하는 단계를 거쳐 산소센서의 지연시간을 설정하는 공연비 피드백 제어방법에 있어서,Checking the proper temperature of the engine water temperature (approx. 80 ° C) after starting the engine, checking the activation of the oxygen sensor, checking that fuel injection is prohibited, checking whether the engine is in the overload zone, and Checking whether the air quantity detecting means and the water temperature detecting means are normal, checking whether a predetermined time has elapsed after stopping the fuel injection, and establishing an air / fuel ratio feedback (F / B) condition through the various steps; In the air-fuel ratio feedback control method for setting the delay time of the oxygen sensor through the step of checking whether the engine idle (Idle) state, 상기 엔진공회전 상태의 확인단계를 거친 후, 엔진공회전의 경우에 산소센서의 출력이 0.45V이하 → 0.45V이상인지를 확인하는 단계;Checking whether the output of the oxygen sensor is 0.45V or less → 0.45V or more in the case of engine idle after the engine idle state is checked; 엔진공회전이 아닌 경우에 산소센서의 출력이 0.45V이하 → 0.45V이상인지를 확인하는 단계;Checking whether the output of the oxygen sensor is 0.45V or less → 0.45V or more when the engine is not idle; 산소센서의 출력이 0.45V이하 → 0.45V이상인지를 확인하는 단계를 거친 후, 산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich) 지연시간동안 산소센서 출력의 변동이 0.05v이상 진폭으로 3회이상 반복하는가를 확인하는 단계;After checking if the output of oxygen sensor is below 0.45V → 0.45V, change of oxygen sensor output is repeated more than 3 times with amplitude of 0.05v or more during Lean → Rich delay time of oxygen sensor. Confirming whether or not; 산소센서의 희박(Lean) → 농후(Rich) 지연시간동안은 일정 공연비(F/B)를 갖는 보정치를 유지하는 단계; 그리고,Maintaining a correction value having a constant air-fuel ratio (F / B) during the lean → rich delay time of the oxygen sensor; And, 공연비 증감시의 산소지연시간을 일정하게 유지하는 단계;Maintaining a constant oxygen delay time when the air-fuel ratio is increased or decreased; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 피드백 기화기의 공연비 제어방법.Air-fuel ratio control method for a carburetor vaporizer, characterized in that it comprises a.