KR100896637B1 - Apparatus and method for diagnosing oxygen sensor of car - Google Patents

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Abstract

배기 온도의 변화에 따라 내부 저항치가 가변되는 산소 센서 내의 히터 고장 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차의 산소 센서 고장 진단 장치 및 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, 배기 가스에 포함된 산소량에 따라 가변된 전기적 신호를 엔진 제어 유닛으로 공급하는 산소 센서를 포함하되, 상기 엔진 제어 유닛은 배기 온도의 모델링값을 연산하고 연산된 배기 온도의 모델링값 대비 임계 내부 저항치에 상기 산소 센서의 내부 저항치가 도달한 경우 산소 센서 내의 히터 고장 에러 카운터를 증가하며 상기 에러 카운터의 카운팅값이 미리 정해진 소정치를 넘을 때 산소 센서 내의 히터 고장으로 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.An apparatus and method for diagnosing a failure of an oxygen sensor in an automobile is disclosed to improve the reliability of a heater failure diagnosis result in an oxygen sensor whose internal resistance is changed according to a change in exhaust temperature. The present invention includes an oxygen sensor for supplying an electric signal that is varied according to the amount of oxygen contained in the exhaust gas to the engine control unit, wherein the engine control unit calculates a modeling value of the exhaust temperature and calculates the modeling value of the calculated exhaust temperature. When the internal resistance value of the oxygen sensor reaches the contrast threshold internal resistance value, the heater failure error counter in the oxygen sensor is increased to determine that the heater failure in the oxygen sensor is determined when the counting value of the error counter exceeds a predetermined value. It features.

자동차, 배기, 산소 센서, 엔진 제어 유닛, 히터 Automotive, exhaust, oxygen sensor, engine control unit, heater

Description

자동차의 산소 센서 고장 진단 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DIAGNOSING OXYGEN SENSOR OF CAR}Apparatus and method for diagnosing failure of oxygen sensor in automobiles {APPARATUS AND METHOD FOR DIAGNOSING OXYGEN SENSOR OF CAR}

본 발명은 자동차의 산소 센서 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기 온도에 따라 산소 센서의 내부에 설치되는 히터의 고장을 산소 센서의 고장으로 오판되는 것을 방지할 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a failure of an oxygen sensor in an automobile, and more particularly, an apparatus for preventing a malfunction of a heater installed inside an oxygen sensor according to an exhaust temperature from being misinterpreted as a failure of an oxygen sensor. It is about a method.

일반적인 엔진 구동 장치는, 엔진에 시동을 걸면 연료 펌프가 탱크 내의 연료를 연료 호스를 통해 인젝터 까지 보내고 엔진 제어 장치가 이 인젝터를 구동하여 연료를 분사한다.In a typical engine driving device, when the engine is started, a fuel pump sends fuel in a tank to a injector through a fuel hose, and an engine controller drives the injector to inject fuel.

그리고, 운전자에 의해 가속 패달이 작동되면, 이에 연동하여 트로틀 밸브가 개폐되어 에어 크리너로부터 상기 서지 탱크에 흡입되는 공기량이 조절된다, 흡기 밸브 개폐시 상기 서지 탱크에 흡입된 공기는 흡기관을 경유하여 인젝터로부터 분사되는 연료와 함께 상기 연료실로 유입되는데, 이때 분사되는 연료량은 흡입된 공기량에 비례하여 조절되며 가속 페달의 작동 상태에 따라서 분사되는 연료의 양이 조절된다.When the accelerator pedal is operated by the driver, the throttle valve is opened and closed to adjust the amount of air sucked into the surge tank from the air cleaner. The air sucked into the surge tank when the intake valve is opened and closed is passed through the intake pipe. The fuel injected into the fuel chamber together with the fuel injected from the injector is adjusted in proportion to the amount of inhaled air and the amount of fuel injected is adjusted according to the operation state of the accelerator pedal.

이렇게 흡기 행정이 종료되면 점화 플러그의 착화로 팽창 행정이 이루어져 피스톤이 하강하면서 엔진의 추진력이 발생된다. 이어 배기 행정이 이루어진다. 상기 배기 행정은 배기 밸브가 열리면서 혼합기가 연소될 때 발생된 배기 가스를 배기 매니홀드를 통해 배출된다. 이때 대기 중에 배출되는 배기 가스는 환경 오염의 주범이 되므로, 배기 가스중의 유해 물질의 양은 법률로 정하여 규제하고 있다. 즉, 상기 배기 매기 홀드에 소정 위치에 설치되는 산소 센서는 배기 가스중의 산소 농도에 따라 출력 전압의 크기가 달라지고 엔진 제어 유닛은 이러한 산소 센서의 출력 전압을 입력 받아 배기가스내 유해가스가 가장 적게 나오는 이론 공연비에 가깝게 연료와 공기의 비율을 조정하게 된다..When the intake stroke is completed in this way, the expansion stroke is performed by the ignition of the spark plug, and the piston descends to generate the driving force of the engine. The exhaust stroke is then made. The exhaust stroke discharges the exhaust gas generated when the mixer is burned while the exhaust valve is opened through the exhaust manifold. At this time, the exhaust gas emitted into the atmosphere is the main culprit of environmental pollution, and the amount of harmful substances in the exhaust gas is regulated by law. That is, the magnitude of the output voltage varies depending on the oxygen concentration in the exhaust gas, and the engine control unit receives the output voltage of the oxygen sensor and the harmful gas in the exhaust gas is most effective. Adjust the fuel-air ratio to a lower theoretical air-fuel ratio.

또한, 배기 가스 내의 산소량에 반응하는 산소 센서는 센서 온도에 따라 센서 내부의 저항치가 가변되는데, 온도가 낮을수록 저항치가 증가하기 때문에 센서의 출력전압의 크기가 줄어들게 되며 출력 전압의 크기가 줄어들게 되면 엔진 제어 유닛은 배기가스중의 산소량 변화를 제대로 판별 할수 없게 된다. 따라서 배기 가스 온도가 낮은 영역에서도 일정한 산소 센서의 온도를 유지하기 위해 산소 센서 내부에 히터가 설치 되어 배기 가스 온도에 따라 히터 파워를 제어 함으로써 센서 온도를 일정하게 유지 할 수 있다. 이때 히터의 성능 저하로 인해 센서를 일정한 온도로 유지 시키지 못하는 경우 엔진 제어 유닛은 산소 센서의 내부 저항 크기 변화를 근거로 산소 센서의 고장 진단을 실행하였다.In addition, the oxygen sensor responding to the amount of oxygen in the exhaust gas varies the resistance inside the sensor according to the sensor temperature.As the temperature decreases, the resistance increases so that the output voltage of the sensor decreases, and when the output voltage decreases, the engine The control unit cannot properly determine the change in the amount of oxygen in the exhaust gas. Therefore, in order to maintain a constant temperature of the oxygen sensor even in a low exhaust gas temperature, a heater is installed inside the oxygen sensor to control the heater power according to the exhaust gas temperature, thereby maintaining the sensor temperature constant. In this case, when the sensor cannot be maintained at a constant temperature due to the deterioration of the heater, the engine control unit performed a failure diagnosis of the oxygen sensor based on the change in the internal resistance of the oxygen sensor.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배기 온도의 모델링값에 따른 임계 내부 저항치를 설정하고 산소 센서의 내부 저항치가 설정된 임계 내부 저항치를 넘는 경우 산소 센서 내의 히터 고장으로 판정함으로써, 산소 센서의 히터 고장을 정확하게 판정하여 산소 센서의 고장 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차의 산소 센서 고장 진단 장치 및 방법 를 제공하는데 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to set a critical internal resistance value according to a modeling value of the exhaust temperature and to cause a heater failure in the oxygen sensor when the internal resistance value of the oxygen sensor exceeds the set threshold internal resistance value. The present invention provides an apparatus and method for diagnosing a failure of an oxygen sensor in an automobile capable of accurately determining a heater failure of an oxygen sensor and improving reliability of a failure diagnosis result of the oxygen sensor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 과제는,Technical problem according to the present invention for achieving the above object,

배기 가스에 포함된 산소량에 따라 가변된 내부 저항치를 감지하여 전기적 신호로 변환하여 엔진 제어 유닛으로 공급하는 산소 센서를 포함하되, Including an oxygen sensor that detects the internal resistance value varied according to the amount of oxygen contained in the exhaust gas and converts it into an electrical signal to supply to the engine control unit,

상기 엔진 제어 유닛은 The engine control unit

배기 온도의 모델링값을 연산하고 연산된 배기 온도의 모델링값 대비 임계 내부 저항치에 상기 산소 센서의 내부 저항치가 도달한 경우 산소 센서 내의 히터 고장 에러 카운터를 증가하며 상기 에러 카운터의 카운팅값이 미리 정해진 소정치 이상일 때 산소 센서 내의 히터 고장으로 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 하고, When the internal resistance of the oxygen sensor reaches a critical internal resistance value compared to the calculated exhaust gas modeling value, the heater failure error counter in the oxygen sensor is increased and the counting value of the error counter is predetermined. It is characterized in that it is provided to determine that the heater failure in the oxygen sensor when the stationary abnormality,

그에 더하여 엔진 제어 유닛은,In addition, the engine control unit,

흡입 공기량 별로 필터링 상수를 설정하는 필터링 상수 설정부;A filtering constant setting unit for setting a filtering constant for each intake air amount;

이전 배기 온도 모델값을 저장하는 이전 배기 온도 모델값 저장부;A previous exhaust temperature model value storage for storing a previous exhaust temperature model value;

이론 배기 온도 모델값을 연산하여 저장하는 이론 배기 온도 모델값 연산부;A theoretical exhaust temperature model value calculating unit for calculating and storing a theoretical exhaust temperature model value;

이론 배기 온도 모델값을 연산하는 배기온도 모델값 연산부로부터 공급되는 흡입 공기량 별 필터링 상수값, 이전 배기 온도 모델값, 및 이론 배기 온도 모델값을 근거로 배기 온도 모델값을 산출하는 배기 온도 모델값 연산부;Exhaust temperature model value calculating section that calculates exhaust temperature model value based on the filtering constant value for each intake air amount supplied from the exhaust temperature model value calculating unit calculating theoretical exhaust temperature model value, previous exhaust temperature model value, and theoretical exhaust temperature model value. ;

상기 배기 온도 모델값 연산부를 통해 산출된 배기 온도 모델값을 근거하여 임계 내부 저항치를 설정하는 임계 내부 저항치 설정부;A threshold internal resistance value setting unit which sets a threshold internal resistance value based on the exhaust temperature model value calculated by the exhaust temperature model value calculation unit;

상기 산소 센서로부터 공급되는 내부 저항치와 상기 임계 내부 저항치 설정 모듈(39)의 임계 내부 저항치를 비교하는 비교부; 및A comparison unit which compares an internal resistance value supplied from the oxygen sensor with a critical internal resistance value of the threshold internal resistance value setting module 39; And

상기 비교부의 비교 결과에 따라 산소 센서 내의 히터 에러 카운터를 증가하고 증가된 히터 에러 카운터의 카운팅값이 미리 정해진 소정치를 넘는 경우 산소 센서 내의 히터 고장 판정 결과를 표시부로 전송하는 히터 에러 카운터를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a heater error counter that increases the heater error counter in the oxygen sensor according to a comparison result of the comparator and transmits a heater failure determination result in the oxygen sensor to the display unit when a counting value of the increased heater error counter exceeds a predetermined value. It is characterized by.

여기서, 상기 배기 온도 모델값은 이전 배기 온도 모델값, 흡입 공기량 별 필터링 상수값, 및 이론 배기 온도 모델값을 기초로 설정되며 다음 식 1을 만족한다.Here, the exhaust temperature model value is set based on a previous exhaust temperature model value, a filtering constant value for each intake air amount, and a theoretical exhaust temperature model value, and satisfies Equation 1 below.

배기 온도의 모델값= 이전 배기 온도의 모델값*(1-흡입 공기량 별로 설정된 필터링 상수)+ (흡입 공기량 별로 설정된 필터 상수*이론 배기 온도 모델값) .. 식 1Model value of exhaust temperature = Model value of previous exhaust temperature * (1-filtering constant set by intake air volume) + (Filter constant set by intake air volume * theoretical exhaust temperature model value).

여기서, 흡입 공기량 별 설정된 필터링 상수는 흡입 공기량에 대한 학습값으로 룩업 테이블 형태로 저장되어 있다.Here, the filtering constant set for each intake air amount is stored in the form of a lookup table as a learning value for the intake air amount.

또한, 임계 내부 저항치는 배기 온도의 모델값에 대한 학습값으로 룩업 테이블 형태로 저장되어 있다.In addition, the critical internal resistance value is stored in the form of a lookup table as a learning value for the model value of the exhaust temperature.

바람직하게 본 발명의 다른 관점에 따른 기술적 과제는,Preferably the technical problem according to another aspect of the present invention,

a) 산소 센서의 내부 저항값을 측정하는 단계;a) measuring the internal resistance of the oxygen sensor;

b) 이론 배기 온도 모델값과, 흡입 공기량 별 설정된 필터 상수, 및 이전 배기 온도의 모델값을 기초로 배기 온도의 모델값을 연산하는 단계;b) calculating a model value of the exhaust temperature based on the theoretical exhaust temperature model value, a filter constant set for each intake air amount, and a model value of the previous exhaust temperature;

c) 상기 배기 온도 모델값을 근거하여 산소 센서의 임계 내부 저항치를 산출하고 상기 a) 단계를 통해 수신된 산소 센서의 내부 저항치가 상기 임계 내부 저항치에 도달하는 경우 산소 센서 내의 히터 고장 에러 카운터를 증가하는 단계; 및c) calculate a critical internal resistance of the oxygen sensor based on the exhaust temperature model value and increase the heater failure error counter in the oxygen sensor when the internal resistance of the oxygen sensor received through step a) reaches the critical internal resistance; Making; And

d) 상기 히터 에러 카운터의 카운팅값이 미리 정해진 소정치 이상인 지를 판단하고 판단 결과 카운팅값이 소정치 이상인 경우 산소 센서 내의 히터 고장으로 판정하여 히터 고장 판정 결과를 표시하는 것을 특징으로 한다.d) It is determined whether the counting value of the heater error counter is greater than or equal to a predetermined value, and if the counting value is greater than or equal to the predetermined value, the heater failure determination result is displayed by determining that the heater is faulty in the oxygen sensor.

여기서, 상기 b) 단계는,Here, step b),

b-1) 흡입 공기량 별로 필터링 상수를 설정하는 단계;b-1) setting a filtering constant for each intake air amount;

b-2) 이전 배기 온도 모델값을 저장하는 단계;b-2) storing the previous exhaust temperature model value;

b-3) 이론 배기 온도 모델값을 연산하여 저장하는 단계; 및b-3) calculating and storing a theoretical exhaust temperature model value; And

b-4) 이론 배기 온도 모델값을 연산하는 배기온도 모델값 연산부로부터 공급되는 흡입 공기량 별 필터링 상수값, 이전 배기 온도 모델값, 및 이론 배기 온도 모델값을 근거로 배기 온도 모델값을 산출하는 단계를 포함하고, b-4) calculating the exhaust temperature model value based on the filtering constant value for each intake air amount supplied from the exhaust temperature model value calculating unit calculating the theoretical exhaust temperature model value, the previous exhaust temperature model value, and the theoretical exhaust temperature model value. Including,

여기서, 상기 b) 단계의 배기 온도 모델값은 이전 배기 온도 모델값, 흡입 공기량 별 필터링 상수값, 및 이론 배기 온도 모델값을 기초로 설정되며 다음 식 1을 만족한다.Here, the exhaust temperature model value of step b) is set based on the previous exhaust temperature model value, the filtering constant value for each intake air amount, and the theoretical exhaust temperature model value and satisfies Equation 1 below.

배기 온도의 모델값= 이전 배기 온도의 모델값*(1-흡입 공기량 별로 설정된 필터링 상수)+ (흡입 공기량 별로 설정된 필터 상수*이론 배기 온도 모델값) .. 식 1Model value of exhaust temperature = Model value of previous exhaust temperature * (1-filtering constant set by intake air volume) + (Filter constant set by intake air volume * theoretical exhaust temperature model value).

또한, 여기서, 흡입 공기량 별 설정된 필터링 상수는 흡입 공기량에 대한 학습값으로 룩업 테이블 형태로 저장되어 있다.Here, the filtering constant set for each intake air amount is stored in the form of a lookup table as a learning value for the intake air amount.

또한, 임계 내부 저항치는 배기 온도의 모델값에 대한 학습값으로 룩업 테이블 형태로 저장되어 있다.In addition, the critical internal resistance value is stored in the form of a lookup table as a learning value for the model value of the exhaust temperature.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 배기 온도의 모델링값에 따른 임계 내부 저항치를 설정하고 산소 센서의 내부 저항치가 설정된 임계 내부 저항치를 넘는 경우 산소 센서 내의 히터 고장으로 판정함으로써, 산소 센서의 히터 고장을 정확하게 판정하여 산소 센서의 고장 진단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.As described above, according to the present invention, the heater of the oxygen sensor is determined by setting the threshold internal resistance value according to the modeling value of the exhaust temperature and determining that the heater internal resistance of the oxygen sensor exceeds the set threshold internal resistance value as a heater failure in the oxygen sensor. By accurately determining the failure, the effect of improving the reliability of the failure diagnosis result of the oxygen sensor is obtained.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 산소 센서 고장 진단 장치의 구성을 보인 블록도이고, 도 2는 도 1의 엔진 제어 유닛을 상세하게 보인 도이다.1 is a block diagram showing the configuration of the oxygen sensor failure diagnosis apparatus for a vehicle according to the present invention, Figure 2 is a view showing in detail the engine control unit of FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시에 따른 산소 센서 고장 진단 장치는, 배기 가스의 산소량을 감지하여 전기적 신호로 변환하여 출력하는 산소 센서(10)와, 상기 산소 센서(10)의 내부 저항값 및 배기 온도의 모델값을 근거하여 산소 센서(10) 내의 히터 고장을 판정하는 엔진 제어 유닛(30)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the oxygen sensor fault diagnosis apparatus according to the present embodiment includes an oxygen sensor 10 that detects an oxygen amount of exhaust gas, converts it into an electrical signal, and outputs the electrical signal, and an internal resistance value of the oxygen sensor 10. And an engine control unit 30 that determines a heater failure in the oxygen sensor 10 based on the model value of the exhaust temperature.

여기서, 상기 엔진 제어 유닛(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 흡입 공기량 별로 필터링 상수를 설정하는 필터링 상수 설정부(31), 이전 배기 온도 모델값을 저장하는 이전 배기 온도 모델값 저장부(33), 이론 배기 온도 모델값을 연산하는 배기온도 모델값 연산부(35)로부터 공급되는 흡입 공기량 별 필터링 상수값, 이전 배기 온도 모델값, 및 이론 배기 온도 모델값을 근거로 배기 온도 모델값을 산출하는 배기 온도 모델값 산출 모듈(37)과, 산출된 배기 온도 모델값을 근거하여 임계 내부 저항치를 설정하는 임계 내부 저항치 설정부 (39)와, 산소 센서(10)로부터 공급되는 내부 저항치와 상기 임계 내부 저항치 설정 모듈(39)의 임계 내부 저항치를 비교하는 비교부(41)와, 상기 비교부(41)의 비교 결과에 따라 산소 센서(10) 내의 히터 에러 카운터를 증가하고 증가된 히터 에러 카운터의 카운팅값이 미리 정해진 소정치를 넘는 경우 산소 센서(10) 내의 히터 고장 판정 결과를 표시부로 전송하는 히터 에러 카운터(43)를 포함한다. 여기서, 상기 이론 배기 온도 모델값 연산부(35) 및 이전 배기 온도 모델값 저장부(33)는 이미 공지된 기술이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.Here, as shown in FIG. 2, the engine control unit 30 includes a filtering constant setting unit 31 for setting a filtering constant for each intake air amount, and a previous exhaust temperature model value storage unit for storing a previous exhaust temperature model value ( 33), the exhaust temperature model value is calculated based on the filtering constant value for each intake air amount supplied from the exhaust temperature model value calculating unit 35 for calculating the theoretical exhaust temperature model value, the previous exhaust temperature model value, and the theoretical exhaust temperature model value. An exhaust temperature model value calculation module 37, a threshold internal resistance value setting unit 39 for setting a threshold internal resistance value based on the calculated exhaust temperature model value, an internal resistance value supplied from the oxygen sensor 10, and the threshold value; The heater error counter in the oxygen sensor 10 is increased and increased according to the comparison result of the comparison unit 41 comparing the threshold internal resistance value of the internal resistance setting module 39 and the comparison unit 41. If the count value of the error counter a predetermined heater more than a predetermined value and a heater error counter (43) for transmitting a decision result in heater failure in the oxygen sensor 10 to the display. Here, since the theoretical exhaust temperature model value calculation unit 35 and the previous exhaust temperature model value storage unit 33 are already known techniques, detailed description thereof will be omitted.

여기서, 배기 온도 모델값은 다음 식 1을 통해 산출된다.Here, the exhaust temperature model value is calculated through the following equation.

배기 온도의 모델값= 이전 배기 온도의 모델값*(1-흡입 공기량 별로 설정된 필터링 상수)+ (흡입 공기량 별로 설정된 필터링 상수*이론 배기 온도 모델값).. 식 1Model value of exhaust temperature = Model value of previous exhaust temperature * (1-filtering constant set by intake air volume) + (Filtering constant set by intake air volume * theoretical exhaust temperature model value).

이때 흡입 공기량 별로 설정된 필터링 상수는 흡입 공기량 별 학습값으로 룩업 테이블 형태로 저장되어 있으며, 다음 표에 도시된 바와 같다. 즉, 배기 온도가 산소센서(10)에 도달되어 상기 산소 센서(10)의 온도 변화 및 내부 저항치를 가변하는 걸리는 시간을 기초하여 학습 실행하고 그에 대한 흡입 공기량 별 설정된 필터링 상수의 학습값이 하기의 룩 업 테이블 형태로 저장된다.At this time, the filtering constant set for each intake air amount is stored in the form of a look-up table as a learning value for each intake air amount, as shown in the following table. That is, the learning is performed based on the time taken for the exhaust temperature to reach the oxygen sensor 10 to vary the temperature change and internal resistance of the oxygen sensor 10, and the learning value of the filtering constant set for each intake air amount thereof is as follows. It is stored in the form of a lookup table.

흡입 공기량(kg/h)Intake air volume (kg / h) 1010 1515 2020 3030 5050 7070 9090 120120 필터링 상수Filtering constants 0.0040.004 0.0040.004 0.0080.008 0.0080.008 0.0080.008 0.0080.008 0.0200.020 0.0310.031

또한, 임계 내부 저항치는 역시 배기 온도의 모델값에 대한 학습값으로 룩업 테이블 형태로 저장되어 있으며, 다음 표에 도시된 바와 같다.In addition, the critical internal resistance value is also stored in the form of a look-up table as a learning value for the model value of the exhaust temperature, as shown in the following table.

배기 온도 모델값Exhaust Temperature Model Value 300300 400400 500500 600600 700700 임계 내부 저항치Critical internal resistance 70007000 70007000 30003000 10001000 500500

따라서, 본 발명에서는 이전 배기 온도 모델값, 흡입 공기량 별로 설정된 필터링 상수, 및 이론 배기 온도 모델값을 근거하여 배기 온도 모델값을 산출하고, 산출된 배기 온도 모델값 대비 임계 내부 저항치를 설정하며, 산소 센서(10)의 내부 저항치가 상기의 임계 내부 저항치에 넘는 경우 산소 센서(10) 내 히터 고장으로 판정한다.Accordingly, in the present invention, the exhaust temperature model value is calculated based on the previous exhaust temperature model value, the filtering constant set for each intake air amount, and the theoretical exhaust temperature model value, the threshold internal resistance value is set relative to the calculated exhaust temperature model value, and oxygen When the internal resistance value of the sensor 10 exceeds the above-mentioned threshold internal resistance value, it determines with the heater failure in the oxygen sensor 10. FIG.

이를 보다 구체적으로 설명하기 위해 첨부되는 도면을 참조한다. 도 3은 도 1에 도시된 엔진 제어 유닛의 산소 센서 고장 진단 과정을 보인 플로우챠트이다. 여기서, 엔진 제어 유닛에는 흡입 공기량 별 필터링 상수값과 배기 온도 모델링값이 대한 임계 내부 저항치가 룩업 테이블 형태로 미리 저장되어 있다.Reference to the accompanying drawings will be described in more detail. FIG. 3 is a flowchart illustrating an oxygen sensor failure diagnosis process of the engine control unit illustrated in FIG. 1. Here, in the engine control unit, a threshold internal resistance value of the filtering constant value for each intake air amount and the exhaust temperature modeling value is stored in advance in the form of a lookup table.

먼저, 단계(101)에서 산소 센서(10)의 내부 저항치를 수신한다. 이어 단계(103)를 통해 이전 배기 온도 모델값, 흡기 공기량 별 필터링 상수, 및 이론 배기 온도 모델값을 근거로 배기 온도 모델값이 연산된 후 단계105)로 진행한다. First, in step 101, an internal resistance value of the oxygen sensor 10 is received. In step 103, the exhaust temperature model value is calculated based on a previous exhaust temperature model value, a filtering constant for each intake air amount, and a theoretical exhaust temperature model value, and then proceeds to step 105).

단계(105)는 상기 단계(103)를 통해 연산된 배기 온도 모델값 별로 임계 내부 저항치를 설정하고, 이어 단계(107)에서 상기 단계(101)에서 수신된 산소 센서의 내부 저항치와 단계(105)에서 설정된 임계 내부 저항치를 비교한다.Step 105 sets a threshold internal resistance value for each exhaust temperature model value calculated through step 103, and then, in step 107, the internal resistance value of the oxygen sensor received in step 101 and step 105. Compare the threshold internal resistance set in.

상기 단계(107)의 비교 결과 산소 센서(10)의 내부 저항치가 상기 임계 내부 저항치를 넘는 경우 단계(109)로 진행하고, 상기 단계(109)에서는 히터 에러 카운터를 증가한다.As a result of the comparison of step 107, if the internal resistance of the oxygen sensor 10 exceeds the threshold internal resistance, the process proceeds to step 109, in which the heater error counter is incremented.

이때 단계(111)를 통해 상기 단계(109)에서 증가된 히터 에러 카운터의 카운팅값과 미리 정해진 소정치를 비교하고, 비교 결과 히터 에러 카운터의 카운팅값이 상기 소정치를 넘는 경우 단계(113)를 통해 산소 센서(10) 내의 히터를 고장으로 판정하고, 이어 단계(115)로 진행하며, 상기 단계(115)는 판정 결과를 표시부를 통해 표시한다.At this time, the step 111 compares the counting value of the heater error counter increased in the step 109 with a predetermined value, and if the counting value of the heater error counter exceeds the predetermined value, the step 113 is performed. The heater in the oxygen sensor 10 is determined to be a failure, and then the process proceeds to step 115, where the step 115 displays the determination result on the display unit.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing to the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 산소 센서 고장 진단 장치의 구성을 보인 도이다.1 is a view showing the configuration of the oxygen sensor failure diagnosis apparatus for a vehicle according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 엔진 제어 유닛의 구성을 상세하게 보인 도이다. 2 is a view showing in detail the configuration of the engine control unit shown in FIG.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 산소 센서 고장 진단 과정을 보인 플로우챠트이다.3 is a flowchart illustrating a process of diagnosing a failure of an oxygen sensor of a vehicle according to the present invention.

Claims (10)

배기 가스에 포함된 산소량에 따라 가변된 내부 저항치를 감지하여 전기적 신호로 변환하여 엔진 제어 유닛으로 공급하는 산소 센서를 포함하되, Including an oxygen sensor that detects the internal resistance value varied according to the amount of oxygen contained in the exhaust gas and converts it into an electrical signal to supply to the engine control unit, 상기 엔진 제어 유닛은 The engine control unit 배기 온도의 모델링값을 연산하고 연산된 배기 온도의 모델링값 대비 임계 내부 저항치에 상기 산소 센서의 내부 저항치가 도달한 경우 산소 센서 내의 히터 고장 에러 카운터를 증가하며 상기 에러 카운터의 카운팅값이 미리 정해진 소정치 이상일 때 산소 센서 내의 히터 고장으로 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 산소 센서 고장 진단 장치.When the internal resistance of the oxygen sensor reaches a critical internal resistance value compared to the calculated exhaust gas modeling value, the heater failure error counter in the oxygen sensor is increased and the counting value of the error counter is predetermined. An oxygen sensor failure diagnosis apparatus for a vehicle, characterized in that it is provided to determine that a heater failure in an oxygen sensor is at an abnormal state. 제1항에 있어서, 상기 엔진 제어 유닛은,The method of claim 1, wherein the engine control unit, 흡입 공기량 별로 필터링 상수를 설정하는 필터링 상수 설정부;A filtering constant setting unit for setting a filtering constant for each intake air amount; 이전 배기 온도 모델값을 저장하는 이전 배기 온도 모델값 저장부;A previous exhaust temperature model value storage for storing a previous exhaust temperature model value; 이론 배기 온도 모델값을 연산하여 저장하는 이론 배기 온도 모델값 연산부;A theoretical exhaust temperature model value calculating unit for calculating and storing a theoretical exhaust temperature model value; 이론 배기 온도 모델값을 연산하는 배기온도 모델값 연산부로부터 공급되는 흡입 공기량 별 필터링 상수값, 이전 배기 온도 모델값, 및 이론 배기 온도 모델값을 근거로 배기 온도 모델값을 산출하는 배기 온도 모델값 연산부;Exhaust temperature model value calculating section that calculates exhaust temperature model value based on the filtering constant value for each intake air amount supplied from the exhaust temperature model value calculating unit calculating the theoretical exhaust temperature model value, the previous exhaust temperature model value, and the theoretical exhaust temperature model value. ; 상기 배기 온도 모델값 연산부를 통해 산출된 배기 온도 모델값을 근거하여 임계 내부 저항치를 설정하는 임계 내부 저항치 설정부;A threshold internal resistance value setting unit which sets a threshold internal resistance value based on the exhaust temperature model value calculated by the exhaust temperature model value calculation unit; 상기 산소 센서로부터 공급되는 내부 저항치와 상기 임계 내부 저항치 설정 모듈(39)의 임계 내부 저항치를 비교하는 비교부; 및A comparison unit which compares an internal resistance value supplied from the oxygen sensor with a critical internal resistance value of the threshold internal resistance value setting module 39; And 상기 비교부의 비교 결과에 따라 산소 센서 내의 히터 에러 카운터를 증가하고 증가된 히터 에러 카운터의 카운팅값이 미리 정해진 소정치를 넘는 경우 산소 센서 내의 히터 고장 판정 결과를 표시부로 전송하는 히터 에러 카운터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 산소 센서 고장 진단 장치.And a heater error counter that increases the heater error counter in the oxygen sensor according to a comparison result of the comparator and transmits a heater failure determination result in the oxygen sensor to the display unit when a counting value of the increased heater error counter exceeds a predetermined value. Oxygen sensor failure diagnosis device for a vehicle. 제1항 또는 제2항 중 한 항에 있어서, 상기 배기 온도 모델값은 이전 배기 온도 모델값, 흡입 공기량 별 필터링 상수값, 및 이론 배기 온도 모델값을 기초로 설정되며 다음 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 자동차의 산소 센서 고장 진단 장치.The exhaust temperature model value according to claim 1 or 2, wherein the exhaust temperature model value is set based on a previous exhaust temperature model value, a filtering constant value for each intake air amount, and a theoretical exhaust temperature model value, and satisfies Equation 1 below. An oxygen sensor fault diagnosis device for a vehicle. 배기 온도의 모델값= 이전 배기 온도의 모델값*(1-흡입 공기량 별로 설정된 필터링 상수)+ (흡입 공기량 별로 설정된 필터 상수*이론 배기 온도 모델값) Model value of exhaust temperature = Model value of previous exhaust temperature * (1-filtering constant set by intake air volume) + (Filter constant set by intake air volume * theoretical exhaust temperature model value) 제3항에 있어서, 흡입 공기량 별 설정된 필터링 상수는 흡입 공기량와 비례 를 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 산소 센서 고장 진단 장치.The apparatus for diagnosing a failure of an oxygen sensor of a vehicle according to claim 3, wherein the filtering constant set for each intake air amount is set based on a proportion to the intake air amount. 제4항에 있어서, 상기 임계 내부 저항치는, 상기 배기 온도 모델값과 반비례 를 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 산소 센서 고장 진단 장치.The apparatus of claim 4, wherein the threshold internal resistance is set in inverse proportion to the exhaust temperature model value. a) 산소 센서의 내부 저항값을 측정하는 단계;a) measuring the internal resistance of the oxygen sensor; b) 이론 배기 온도 모델값과, 흡입 공기량 별 설정된 필터 상수, 및 이전 배기 온도의 모델값을 기초로 배기 온도의 모델값을 연산하는 단계;b) calculating a model value of the exhaust temperature based on the theoretical exhaust temperature model value, a filter constant set for each intake air amount, and a model value of the previous exhaust temperature; c) 상기 배기 온도 모델값을 근거하여 산소 센서의 임계 내부 저항치를 산출하고 상기 a) 단계를 통해 수신된 산소 센서의 내부 저항치가 상기 임계 내부 저항치에 도달하는 경우 산소 센서 내의 히터 고장 에러 카운터를 증가하는 단계; 및c) calculate a critical internal resistance of the oxygen sensor based on the exhaust temperature model value and increase the heater failure error counter in the oxygen sensor when the internal resistance of the oxygen sensor received through step a) reaches the critical internal resistance; Making; And d) 상기 히터 에러 카운터의 카운팅값이 미리 정해진 소정치 이상인 지를 판단하고 판단 결과 카운팅값이 소정치 이상인 경우 산소 센서 내의 히터 고장으로 판정하여 히터 고장 판정 결과를 표시하는 것을 특징으로 하는 자동차의 산소 센서 고장 진단 방법.d) It is determined whether the counting value of the heater error counter is greater than or equal to a predetermined value, and if the counting value is greater than or equal to the predetermined value, the oxygen sensor of the vehicle is displayed by determining that the heater is faulty in the oxygen sensor and displaying the heater failure determination result. How to diagnose faults. 제6항에 있어서, 상기 b) 단계는,The method of claim 6, wherein b), b-1) 흡입 공기량 별로 필터링 상수를 설정하는 단계;b-1) setting a filtering constant for each intake air amount; b-2) 이전 배기 온도 모델값을 저장하는 단계;b-2) storing the previous exhaust temperature model value; b-3) 이론 배기 온도 모델값을 연산하여 저장하는 단계; 및b-3) calculating and storing a theoretical exhaust temperature model value; And b-4) 이론 배기 온도 모델값을 연산하는 배기온도 모델값 연산부로부터 공급되는 흡입 공기량 별 필터링 상수값, 이전 배기 온도 모델값, 및 이론 배기 온도 모델값을 근거로 배기 온도 모델값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 산소 센서 고장 진단 방법.b-4) calculating the exhaust temperature model value based on the filtering constant value for each intake air amount supplied from the exhaust temperature model value calculating unit calculating the theoretical exhaust temperature model value, the previous exhaust temperature model value, and the theoretical exhaust temperature model value. Oxygen sensor failure diagnosis method for a vehicle comprising a. 제6항 또는 제7항 중 한 항에 있어서, 상기 b) 단계의 배기 온도 모델값은 이전 배기 온도 모델값, 흡입 공기량 별 필터링 상수값, 및 이론 배기 온도 모델값을 기초로 설정되며 다음 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 자동차의 산소 센서 고장 진단 방법.8. The exhaust gas temperature model value according to claim 6 or 7, wherein the exhaust gas temperature model value of step b) is set based on a previous exhaust gas temperature model value, a filtering constant value for each intake air amount, and a theoretical exhaust gas temperature model value. 2. The oxygen sensor failure diagnosis method for a vehicle, characterized by satisfying 2. 배기 온도의 모델값= 이전 배기 온도의 모델값*(1-흡입 공기량 별로 설정된 필터링 상수)+ (흡입 공기량 별로 설정된 필터 상수*이론 배기 온도 모델값) Model value of exhaust temperature = Model value of previous exhaust temperature * (1-filtering constant set by intake air volume) + (Filter constant set by intake air volume * theoretical exhaust temperature model value) 제8항에 있어서, 흡입 공기량 별 설정된 필터링 상수는 흡입 공기량와 비례 를 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 산소 센서 고장 진단 방법.The method of claim 8, wherein the filtering constant set for each intake air amount is set based on a proportion to the intake air amount. 제9항에 있어서, 상기 임계 내부 저항치는, 상기 배기 온도 모델값과 반비례 를 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 산소 센서 고장 진단 방법.The method of claim 9, wherein the threshold internal resistance is set in inverse proportion to the exhaust temperature model value.
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