KR102298807B1 - 산소센서 보완회로 및 이를 이용한 노이즈 유무 판단 장치와 방법 - Google Patents

산소센서 보완회로 및 이를 이용한 노이즈 유무 판단 장치와 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치에 관한 것으로, 산소센서; 상기 산소센서를 통해 차량의 배기관으로 배출되는 배기가스 중의 산소량을 감지하여 공연비의 농후와 희박 여부를 판정하여 이론 공연비를 추종하여 연료 분사량을 조절하는 산소센서 인터페이스 회로; 상기 산소센서 또는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량을 감지하기 위한 고정 전압과 고정 저항값을 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 인가하는 산소센서 보완회로; 및 상기 산소센서 또는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량 시, 상기 산소센서 인터페이스 회로의 내부 제어부에 의해 스위칭 되어 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 상기 산소센서 또는 상기 산소센서 보완회로 중 적어도 하나를 선택적으로 연결하는 스위칭부;를 포함한다.

Description

산소센서 보완회로 및 이를 이용한 노이즈 유무 판단 장치와 방법{COMPLEMENTARY CIRCUIT FOR OXYGEN SENSOR, APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING NOISE USING THEREOF}
본 발명은 산소센서 보완회로 및 이를 이용한 노이즈 유무 판단 장치와 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산소센서 보완회로를 이용해 산소센서 인터페이스 회로에 고정값이 입력되게 하여 그라운드 노이즈 유입 여부를 판단할 수 있도록 하는, 산소센서 보완회로 및 이를 이용한 노이즈 유무 판단 장치와 방법에 관한 것이다.
최근 환경오염의 가속화로 인해 자동차 산업 분야에서는 대기 오염에 큰 영향을 미치고 있는 배기가스에 대한 규제가 날로 강화되고 있는 추세이다.
각국에서는 다양한 규제 강화를 통해 자동차 제조사들이 배기가스를 줄이도록 강제하고 있다.
이에 배기가스 절감을 위한 방안으로 산소센서를 장착하여 검출되는 산소 농도에 따라 이론공연비를 조절하고, 이로써 유해 배기가스를 감소시키는 기술이 적용되고 있다.
예컨대 엔진 제어기의 산소센서 인터페이스 회로는 배기관으로 배출되는 배기가스 중의 산소량을 감지하여 제어부(예 : ECU, Electronic Control Unit)로 전달함으로써 상기 제어부(예 : ECU)는 공연비의 농후(rich)와 희박(lean) 여부를 판정하여 이론 공연비(예, 14.7:1, λ=1)에 가깝게 연료 분사량을 조절하게 한다.
그런데 상기 산소센서 인터페이스 회로에는 노이즈를 저감하는 필터가 있지만 근본적으로 노이즈가 유입될 경우, 공연비의 농후와 희박 여부의 판단을 위한 기준값이 흔들리기 때문에 산소센서의 검출 값에 기초한 연료 분사량의 조절에 정확성이 떨어지는 문제점이 발생하게 된다.
즉, 기존의 산소센서 인터페이스 회로에는 노이즈를 저감하는 필터가 포함되어 있지만, 그라운드를 통해 허용치 이상으로 유입되는 노이즈 유무(즉, 그라운드 노이즈 유입 여부)를 판단할 수는 없었다. 이에 따라 산소센서 인터페이스 회로가 정상적으로 동작한다고 하더라도 산소센서 인터페이스 회로에 허용치 이상의 노이즈가 유입되는 경우 공연비의 농후와 희박 여부의 판단을 위한 기준값이 흔들리기 때문에 연료 분사량의 조절에 오동작이 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한 상기 산소센서 인터페이스 회로에 산소센서를 연결한 후 불량이 발생할 경우, 기존에는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 고장인지 아니면 산소센서 자체의 고장인지를 판단(또는 진단)할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2016-0069944호(2016.06.17. 공개, 산소센서 내부저항 측정 검증방법, 및 이를 통해 운용되는 배기가스 모니터링 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 산소센서 보완회로를 이용해 산소센서 인터페이스 회로에 고정값이 입력되게 하여 그라운드 노이즈 유입 여부를 판단할 수 있도록 하는, 산소센서 보완회로 및 이를 이용한 노이즈 유무 판단 장치와 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 산소센서 인터페이스 회로에 산소센서를 연결한 후 불량이 발생할 경우, 산소센서 보완회로를 이용해 산소센서 인터페이스 회로에 고정값이 입력되게 하여 산소센서 인터페이스 회로의 고장인지 아니면 산소센서 자체의 고장인지를 판단할 수 있도록 하는, 산소센서 보완회로 및 이를 이용한 노이즈 유무 판단 장치와 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치는, 산소센서; 상기 산소센서를 통해 차량의 배기관으로 배출되는 배기가스 중의 산소량을 감지하여 공연비의 농후와 희박 여부를 판정하여 이론 공연비를 추종하여 연료 분사량을 조절하는 산소센서 인터페이스 회로; 상기 산소센서 또는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량을 감지하기 위한 고정 전압과 고정 저항값을 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 인가하는 산소센서 보완회로; 및 상기 산소센서 또는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량 시, 상기 산소센서 인터페이스 회로의 내부 제어부에 의해 스위칭 되어 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 상기 산소센서 또는 상기 산소센서 보완회로 중 적어도 하나를 선택적으로 연결하는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 스위칭부는, 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 산소센서의 지정된 각 단자와 상기 산소센서 보완회로의 지정된 각 단자를 모두 상기 산소센터 인터페이스 회로의 해당 포트에 동시에 연결시키거나, 상기 산소센서의 단자들, 또는 상기 산소센서 보완회로의 단자들 중 어느 하나의 단자들만 선택적으로 해당 포트에 연결시키도록 구현된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스위칭부를 제어하여 상기 산소센서의 지정된 각 단자와 상기 산소센서 보완회로의 지정된 각 단자가 각기 동일한 포트에 연결되게 한 후, 지정된 포트를 통해 센싱 값을 검출하며, 상기 센싱 값이 허용치를 벗어나는지 여부에 따라 노이즈 유입 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 검출된 센싱 값이 허용치를 벗어난 경우에 노이즈가 유입된 것으로 판단하며, 추가적으로 산소센서의 불량으로 노이즈가 유입된 것인지 아니면 산소센서 인터페이스 회로의 불량으로 노이즈가 유입된 것인지 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 검출된 센싱 값이 허용치를 벗어난 경우, 노이즈가 유입되는 원인을 판단하기 위해서, 산소센서 인터페이스 회로의 각 포트에서 산소센서의 연결을 차단하고, 산소센서 보완회로의 각 단자만 해당 포트에 연결시키도록 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 산소센서 보완회로의 각 단자만 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 연결시킨 후, 센싱 값으로 상기 산소센서 보완회로에서 출력하는 고정된 전압이 검출될 경우, 상기 산소센서의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 산소센서 보완회로의 각 단자만 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 연결시킨 후, 상기 산소센서 보완회로에서 출력하는 고정된 전압에서 허용치를 벗어난 센싱 값이 검출될 경우, 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산소센서 보완회로는, 상기 산소센서 인터페이스 회로의 지정된 포트(PORT1 ~ PORT4)에 대응하는 복수의 단자를 구비하며, 제1 포트에 대응하는 제1 단자에서는 고정된 전압이 출력되게 하고, 제2 포트 내지 제4 포트에 대응하는 제2 단자 내지 제4 단자에서는 고정된 저항값이 연결되게 구현된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산소센서 보완회로는, 제1 단자를 통해 지정된 전압원(VS1)을 직렬 연결된 복수의 저항(R1, R2)에 의해 분압한 전압이 출력되게 구성되며, 상기 제1 단자와 각 저항(R1, R2)의 사이에는 각기 제1,2 스위치(SW1, SW2)가 연결되며, 제2 단자는 제3 저항(R3)의 일 측에 연결되며, 제3 단자는 상기 제3 저항(R3)의 타 측과 제4 저항(R4)의 일 측의 사이에 연결되고, 제4 단자는 상기 제4 저항(R4)의 타 측에 연결되며, 상기 제3 단자와 각 저항(R3, R4)의 사이에는 각기 제3,4 스위치(SW3, SW4)가 연결되고, 상기 제1 내지 제4 스위치는 상기 제어부의 제어에 의해 스위칭 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 방법은, 제어부가, 스위칭부를 제어하여, 산소센서의 지정된 각 단자와 산소센서 보완회로의 지정된 각 단자를 모두 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 연결시키는 단계; 상기 제어부가 상기 산소센서 인터페이스 회로의 지정된 포트를 통해 센싱 값을 검출하는 단계; 및 상기 센싱 값이 지정된 센싱 값을 유지하지 않고 상기 센싱 값이 허용치를 벗어나면, 상기 제어부가 산소센서나 산소센서 인터페이스 회로를 통해 노이즈가 유입되는 불량이 있는 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 센싱 값이 지정된 센싱 값을 유지하거나, 상기 센싱 값이 지정된 센싱 값을 기준으로 허용치를 벗어나지 않으면, 상기 제어부가 산소센서나 산소센서 인터페이스 회로를 통해 노이즈가 유입되는 불량이 없는 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 검출된 센싱 값이 허용치를 벗어난 경우, 상기 제어부는, 노이즈가 유입되는 원인을 판단하기 위해서, 산소센서 인터페이스 회로의 각 포트에서 산소센서의 연결을 차단하고, 산소센서 보완회로의 각 단자만 해당 포트에 연결시키도록 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산소센서 보완회로의 각 단자만 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 연결시킨 후, 센싱 값으로 상기 산소센서 보완회로에서 출력하는 고정된 전압이 검출될 경우, 상기 제어부는, 상기 산소센서의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산소센서 보완회로의 각 단자만 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 연결시킨 후, 상기 산소센서 보완회로에서 출력하는 고정된 전압에서 허용치를 벗어난 센싱 값이 검출될 경우, 상기 제어부는, 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산소센서 보완회로의 각 단자만 해당 포트에 연결시도록 스위칭부를 제어하는 과정에서, 상기 스위칭부는, 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 산소센서의 지정된 각 단자와 상기 산소센서 보완회로의 지정된 각 단자를 모두 상기 산소센터 인터페이스 회로의 해당 포트에 동시에 연결시키거나, 상기 산소센서의 단자들, 또는 상기 산소센서 보완회로의 단자들 중 어느 하나의 단자들만 선택적으로 해당 포트에 연결시키도록 구현된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 산소센서 보완회로를 이용해 산소센서 인터페이스 회로에 고정값이 입력되게 하여 그라운드 노이즈 유입 여부를 판단할 수 있도록 한다.
또한 상기 산소센서 인터페이스 회로에 산소센서를 연결한 후 불량이 발생할 경우, 산소센서 보완회로를 이용해 산소센서 인터페이스 회로에 고정값이 입력되게 하여 산소센서 인터페이스 회로의 고장인지 아니면 산소센서 자체의 고장인지를 판단할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 산소센서 보완회로의 개략적인 회로 구성을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 불합격 판정 시 불합격의 원인을 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 산소센서 보완회로 및 이를 이용한 노이즈 유무 판단 장치와 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치는, 산소센서 인터페이스 회로(110), 스위칭부(120), 산소센서(130), 및 산소센서 보완회로(140)를 포함한다.
상기 산소센서 인터페이스 회로(110)는 산소센서(130)를 통해 차량의 배기관으로 배출되는 배기가스 중의 산소량을 감지하여 공연비의 농후와 희박 여부를 판정하여 이론 공연비를 추종하여 연료 분사량을 조절한다.
상기 산소센서 인터페이스 회로(110)는 내부에 제어부(111)를 포함하며, 상기 제어부(111)는 프로그래밍 방식으로 상기 산소센서 인터페이스 회로(110)를 제어한다. 특히 본 실시예에서 상기 제어부(111)는 상기 스위칭부(120) 및 상기 산소센서 보완회로(140)를 제어한다.
상기 제어부(111)는 상기 스위칭부(120)를 제어하여 상기 산소센서(130)의 지정된 각 단자와 상기 산소센서 보완회로(140)의 지정된 각 단자가 각기 동일한 포트(PORT1 ~ PORT4)에 연결되게 한 후, 지정된 포트(예 : PORT1)를 통해 센싱 값(즉, 센싱 전압)을 검출한다. 이 때 상기 센싱 값(즉, 센싱 전압)은 아날로그 값이므로 ADC(Analog to Digital Convert) 값으로 변환하여 검출한다. 이를 통해 상기 제어부(111)는 노이즈 유무(즉, 그라운드 노이즈 유입 여부)를 판단할 수 있다.
예컨대 상기 산소센서 보완회로(140)의 지정된 단자(예 : PORT1에 연결된 단자)에서는 고정된 전압(예 : 450mV)을 출력하게 설계되어 있기 때문에 상기 고정된 전압(예 : 450mV)에 상기 산소센서(130)를 통해 검출되는 센싱 값이 더해진 값이 검출된다. 이 때 상기 산소센서(130)가 정상이라면 상기 고정된 전압(예 : 450mV)을 기준으로 기 설정된 허용치 이내의 센싱 값이 검출되어야 한다.
그런데 상기 검출된 센싱 값이 허용치를 벗어난 경우에는 노이즈가 유입된 것으로 판단할 수 있으며, 이 경우 더 구체적으로는 상기 산소센서(130)의 불량으로 노이즈가 유입되었거나, 상기 산소센서 인터페이스 회로(110)의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단할 수 있다.
따라서 상기 검출된 센싱 값이 허용치를 벗어난 경우, 상기 제어부(111)는 노이즈가 유입되는 원인을 판단하기 위해서, 상기 스위칭부(120)를 제어하여 각 포트(PORT1 ~ PORT4)에서 산소센서(130)의 연결을 차단하고, 상기 산소센서 보완회로(140)의 각 단자만 연결시킨다.
참고로 본 실시예에서는 상기 스위칭부(120)를 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 스위칭부(120)는, 상기 제어부(111)의 제어에 따라, 상기 산소센서(130)의 지정된 각 단자와 상기 산소센서 보완회로(140)의 지정된 각 단자를 모두 해당 포트(PORT1 ~ PORT4)에 동시에 연결시키거나, 어느 하나의 단자들(즉, 산소센서(130)의 단자들, 또는 산소센서 보완회로(140)의 단자들)만 선택적으로 해당 포트(PORT1 ~ PORT4)에 연결시키는 동작을 수행함에 유의한다.
이에 따라 상기 스위칭부(120)를 제어하여 상기 산소센서 보완회로(140)의 각 단자만 해당 포트(PORT1 ~ PORT4)에 연결한 후, 상기 제어부(111)가 산소센서 인터페이스 회로(110)의 지정된 포트(예 : PORT1)를 통해 센싱 값을 검출할 경우, 해당 포트(예 : PORT1)에는 상기 산소센서 보완회로(140)의 지정된 단자(예 : PORT1에 연결된 단자)에서 고정된 전압(예 : 450mV)이 출력되게 설계되어 있기 때문에 상기 고정된 전압(예 : 450mV)이 검출되어야 한다.
따라서 상기 검출된 센싱 값으로 상기 고정된 전압(예 : 450mV)이 검출될 경우, 상기 산소센서(130)가 연결되었을 경우에 상기 검출된 센싱 값은 허용치를 벗어났으나 상기 산소센서(130)가 연결되지 않았을 경우에 상기 검출된 센싱 값은 상기 고정된 전압(예 : 450mV)이 정상적으로 검출되었으므로, 상기 제어부(111)는 상기 산소센서(130)의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단한다.
그런데 상기 산소센서(130)가 연결되지 않을 상태에서 여전히 상기 고정된 전압(예 : 450mV)에서 허용치를 벗어난 센싱 값이 검출될 경우, 상기 제어부(111)는 상기 산소센서 인터페이스 회로(110)의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단한다.
참고로 상기 산소센서 보완회로(140)에서 출력되는 고정된 전압(예 : 450mV)은 설정된 조건(예 : Lean 조건, Rich 조건)에 대응하여 변경시킬 수 있다.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 산소센서 보완회로의 개략적인 회로 구성을 보인 예시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 산소센서 보완회로(140)는 상기 산소센서 인터페이스 회로(110)의 지정된 포트(PORT1 ~ PORT4)에 대응하는 복수의 단자를 구비하며, 제1 포트(PORT1)에 대응하는 단자(이하, 제1 단자)에서는 고정된 전압(예 : 450mV)이 출력되게 하고, 제2 포트 내지 제4 포트(PORT2 ~ PORT4)에 대응하는 단자(이하, 제2 단자 ~ 제4 단자)에서는 고정된 저항값이 연결되게 한다.
보다 구체적으로, 제1 단자는 지정된 전압원(VS1)을 직렬 연결된 복수의 저항(R1, R2)에 의해 분압된 전압이 출력되게 구성되며, 제1 단자와 각 저항(R1, R2)의 사이에는 각기 제1,2 스위치(SW1, SW2)가 연결된다.
또한 제2 단자는 제3 저항(R3)의 일 측에 연결되고, 제3 단자는 상기 제3 저항(R3)의 타 측과 제4 저항(R4)의 일 측의 사이에 연결되고, 제4 단자는 상기 제4 저항(R4)의 타 측에 연결된다. 이 때 상기 제3 단자와 각 저항(R3, R4)의 사이에는 각기 제3,4 스위치(SW3, SW4)가 연결된다.
상기 제1,2 스위치(SW1, SW2) 및 상기 제3,4 스위치(SW3, SW4)는 상기 제어부(111)의 제어에 의해 스위칭 된다. 이에 따라 상기 제1 내지 제4 스위치(SW1 ~ SW4)가 모두 오픈된 상태에서는 상기 산소센서 보완회로(140)는 상기 산소센서 인터페이스 회로(110)의 해당 포트(PORT1 ~ PORT4)에 연결되지 않은 것과 같은 상태가 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(111)는, 스위칭부(120)를 제어하여, 산소센서(130)의 지정된 각 단자와 상기 산소센서 보완회로(140)의 지정된 각 단자를 모두 해당 포트(PORT1 ~ PORT4)에 연결시킨다(S101).
또한 상기 제어부(111)는 지정된 포트(예 : PORT1)를 통해 센싱 값(즉, 센싱 전압)을 검출한다(S102).
이 때 상기 센싱 값(즉, 센싱 전압)은 아날로그 값이므로 ADC(Analog to Digital Convert) 값으로 변환하여 검출하며, 상기 센싱 값(즉, ADC 값)은 지정횟수 반복해서 검출을 수행한다(S103).
여기서 상기 산소센서 보완회로(140)의 지정된 단자(예 : PORT1에 연결된 단자)에서는 고정된 전압(예 : 450mV)을 출력하게 설계되어 있기 때문에 상기 고정된 전압(예 : 450mV)에 상기 산소센서(130)를 통해 검출되는 센싱 값이 더해진 값이 검출되므로, 만약 상기 산소센서(130)가 정상이라면 상기 고정된 전압(예 : 450mV)을 기준으로 기 설정된 허용치 이내의 센싱 값(즉, ADC 값)이 검출되어야 한다.
따라서 상기 제어부(111)는 상기 센싱 값(즉, ADC 값)이 지정된 센싱 값(예 : 450mV)을 유지하지 않을 경우(S104의 아니오), 상기 제어부(111)는 상기 센싱 값(즉, ADC 값)이 허용치 이상이면(S105의 예) 산소센서 시스템(미도시, 산소센서와 그 인터페이스 회로를 포함하는 시스템)을 불합격 판정한다(S106).
또한 상기 제어부(111)는 상기 센싱 값(즉, ADC 값)이 지정된 센싱 값(예 : 450mV)을 유지하거나(S104의 예), 상기 센싱 값(즉, ADC 값)이 허용치 이상이 아니면(S105의 아니오) 합격 판정한다(S107).
다시 말해 상기 검출된 센싱 값이 허용치를 벗어난 경우에는 노이즈가 유입된 것으로 판단하여 상기 산소센서 시스템을 불합격 판정한다.
그런데 상기와 같이 상기 산소센서 시스템을 불합격 판정하는 경우, 더 구체적으로는 상기 산소센서(130)의 불량으로 노이즈가 유입되었거나, 상기 산소센서 인터페이스 회로(110)의 불량으로 노이즈가 유입된 것이므로, 상기 제어부(111)는 노이즈가 유입되는 원인(즉, 산소센서 시스템의 불합격 판정 원인)을 판단한다.
이하 상기 노이즈가 유입되는 원인(즉, 산소센서 시스템의 불합격 판정 원인)을 판단하는 방법에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 불합격 판정 시 불합격의 원인을 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 상기 불합격 판정의 원인(즉, 노이즈가 유입되는 원인)을 판단하기 위해서, 상기 제어부(111)는, 상기 스위칭부(120)를 제어하여, 각 포트(PORT1 ~ PORT4)에서 산소센서(130)의 연결을 차단하고, 상기 산소센서 보완회로(140)의 해당 단자만 연결한다(S201).
이에 따라 상기 스위칭부(120)를 제어하여 상기 산소센서 보완회로(140)의 각 단자만 해당 포트(PORT1 ~ PORT4)에 연결한 후, 상기 제어부(111)는 산소센서 인터페이스 회로(110)의 지정된 포트(예 : PORT1)를 통해 센싱 값을 검출할 경우, 해당 포트(예 : PORT1)는 상기 산소센서 보완회로(140)의 지정된 단자(예 : PORT1에 연결된 단자)에서 고정된 전압(예 : 450mV)을 출력하게 설계되어 있기 때문에 상기 고정된 전압(예 : 450mV)이 검출되어야 한다.
따라서 상기 제어부(111)는 지정된 포트(예 : PORT1)에서 검출된 센싱 값(즉, ADC 값)으로 상기 고정된 전압(예 : 450mV)이 검출될 경우(즉, PORT1에서 검출된 ADC 값이 허용치 이상이 아닌 경우)(S02의 아니오), 즉, 상기 산소센서(130)가 연결되었을 때 상기 검출된 센싱 값은 허용치를 벗어났으나 상기 산소센서(130)가 연결되지 않았을 경우에, 상기 검출된 센싱 값은 상기 고정된 전압(예 : 450mV)이 정상적으로 검출되었으므로, 상기 산소센서(130)의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단한다(S204).
그런데 상기 산소센서(130)가 연결되지 않은 상태에서 검출된 센싱 값(즉, ADC 값)이 여전히 상기 고정된 전압(예 : 450mV)에서 허용치를 벗어난 센싱 값이 검출될 경우(즉, PORT1에서 검출된 ADC 값이 허용치 이상인 경우)(S202의 예), 상기 제어부(111)는 상기 산소센서 인터페이스 회로(110)의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단한다(S203).
상기와 같이 본 실시예는 산소센서 및 산소센서 인터페이스 회로에 대한 기능 검사를 통해 노이즈 유입으로 발생하는 불량을 검출하여 대응할 수 있도록 함으로써, 공연비 조절 오작동을 방지하여 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다. 또한 본 실시예는 산소센서 보완회로를 이용해 산소센서 인터페이스 회로에 고정값이 입력되게 하여 그라운드 노이즈 유입 여부를 판단할 수 있도록 하며, 불량이 발생할 경우, 산소센서 인터페이스 회로의 고장인지 아니면 산소센서 자체의 고장인지를 판단하여 빠르고 정확하게 고장에 대응할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
110 : 산소센서 인터페이스 회로 111 : 제어부
120 : 스위칭부 130 : 산소센서
140 : 산소센서 보완회로

Claims (15)

  1. 산소센서;
    상기 산소센서를 통해 차량의 배기관으로 배출되는 배기가스 중의 산소량을 감지하여 공연비의 농후와 희박 여부를 판정하여 이론 공연비를 추종하여 연료 분사량을 조절하는 산소센서 인터페이스 회로;
    상기 산소센서 또는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량을 감지하기 위한 고정 전압과 고정 저항값을 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 인가하는 산소센서 보완회로; 및
    상기 산소센서 또는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량 시, 상기 산소센서 인터페이스 회로의 내부 제어부에 의해 스위칭 되어 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 상기 산소센서 또는 상기 산소센서 보완회로 중 적어도 하나를 선택적으로 연결하는 스위칭부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 스위칭부를 제어하여 상기 산소센서의 지정된 각 단자와 상기 산소센서 보완회로의 지정된 각 단자가 각기 동일한 포트에 연결되게 한 후, 지정된 포트를 통해 센싱 값을 검출하며, 상기 센싱 값이 허용치를 벗어나는지 여부에 따라 노이즈 유입 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치.
  2. 산소센서;
    상기 산소센서를 통해 차량의 배기관으로 배출되는 배기가스 중의 산소량을 감지하여 공연비의 농후와 희박 여부를 판정하여 이론 공연비를 추종하여 연료 분사량을 조절하는 산소센서 인터페이스 회로;
    상기 산소센서 또는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량을 감지하기 위한 고정 전압과 고정 저항값을 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 인가하는 산소센서 보완회로; 및
    상기 산소센서 또는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량 시, 상기 산소센서 인터페이스 회로의 내부 제어부에 의해 스위칭 되어 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 상기 산소센서 또는 상기 산소센서 보완회로 중 적어도 하나를 선택적으로 연결하는 스위칭부;를 포함하되,
    상기 스위칭부는,
    상기 제어부의 제어에 따라,
    상기 산소센서의 지정된 각 단자와 상기 산소센서 보완회로의 지정된 각 단자를 모두 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 동시에 연결시키거나,
    상기 산소센서의 단자들, 또는 상기 산소센서 보완회로의 단자들 중 어느 하나의 단자들만 선택적으로 해당 포트에 연결시키도록 구현된 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 검출된 센싱 값이 허용치를 벗어난 경우에 노이즈가 유입된 것으로 판단하며, 추가적으로 산소센서의 불량으로 노이즈가 유입된 것인지 아니면 산소센서 인터페이스 회로의 불량으로 노이즈가 유입된 것인지 판단하는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 검출된 센싱 값이 허용치를 벗어난 경우,
    노이즈가 유입되는 원인을 판단하기 위해서, 산소센서 인터페이스 회로의 각 포트에서 산소센서의 연결을 차단하고, 산소센서 보완회로의 각 단자만 해당 포트에 연결시키도록 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 산소센서 보완회로의 각 단자만 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 연결시킨 후, 센싱 값으로 상기 산소센서 보완회로에서 출력하는 고정된 전압이 검출될 경우, 상기 산소센서의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 산소센서 보완회로의 각 단자만 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 연결시킨 후, 상기 산소센서 보완회로에서 출력하는 고정된 전압에서 허용치를 벗어난 센싱 값이 검출될 경우, 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치.
  8. 산소센서;
    상기 산소센서를 통해 차량의 배기관으로 배출되는 배기가스 중의 산소량을 감지하여 공연비의 농후와 희박 여부를 판정하여 이론 공연비를 추종하여 연료 분사량을 조절하는 산소센서 인터페이스 회로;
    상기 산소센서 또는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량을 감지하기 위한 고정 전압과 고정 저항값을 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 인가하는 산소센서 보완회로; 및
    상기 산소센서 또는 상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량 시, 상기 산소센서 인터페이스 회로의 내부 제어부에 의해 스위칭 되어 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 상기 산소센서 또는 상기 산소센서 보완회로 중 적어도 하나를 선택적으로 연결하는 스위칭부;를 포함하되,
    상기 산소센서 보완회로는,
    상기 산소센서 인터페이스 회로의 지정된 포트(PORT1 ~ PORT4)에 대응하는 복수의 단자를 구비하며, 제1 포트에 대응하는 제1 단자에서는 고정된 전압이 출력되게 하고, 제2 포트 내지 제4 포트에 대응하는 제2 단자 내지 제4 단자에서는 고정된 저항값이 연결되게 구현된 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 산소센서 보완회로는,
    제1 단자를 통해 지정된 전압원(VS1)을 직렬 연결된 복수의 저항(R1, R2)에 의해 분압한 전압이 출력되게 구성되며, 상기 제1 단자와 각 저항(R1, R2)의 사이에는 각기 제1,2 스위치(SW1, SW2)가 연결되며,
    제2 단자는 제3 저항(R3)의 일 측에 연결되며, 제3 단자는 상기 제3 저항(R3)의 타 측과 제4 저항(R4)의 일 측의 사이에 연결되고,
    제4 단자는 상기 제4 저항(R4)의 타 측에 연결되며, 상기 제3 단자와 각 저항(R3, R4)의 사이에는 각기 제3,4 스위치(SW3, SW4)가 연결되고,
    상기 제1 내지 제4 스위치는 상기 제어부의 제어에 의해 스위칭 되는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 장치.
  10. 제어부가, 스위칭부를 제어하여, 산소센서의 지정된 각 단자와 산소센서 보완회로의 지정된 각 단자를 모두 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 연결시키는 단계;
    상기 제어부가 상기 산소센서 인터페이스 회로의 지정된 포트를 통해 센싱 값을 검출하는 단계; 및
    상기 센싱 값이 지정된 센싱 값을 유지하지 않고 상기 센싱 값이 허용치를 벗어나면, 상기 제어부가 산소센서나 산소센서 인터페이스 회로를 통해 노이즈가 유입되는 불량이 있는 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 센싱 값이 지정된 센싱 값을 유지하거나, 상기 센싱 값이 지정된 센싱 값을 기준으로 허용치를 벗어나지 않으면, 상기 제어부가 산소센서나 산소센서 인터페이스 회로를 통해 노이즈가 유입되는 불량이 없는 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 검출된 센싱 값이 허용치를 벗어난 경우,
    상기 제어부는,
    노이즈가 유입되는 원인을 판단하기 위해서, 산소센서 인터페이스 회로의 각 포트에서 산소센서의 연결을 차단하고, 산소센서 보완회로의 각 단자만 해당 포트에 연결시키도록 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 산소센서 보완회로의 각 단자만 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 연결시킨 후, 센싱 값으로 상기 산소센서 보완회로에서 출력하는 고정된 전압이 검출될 경우,
    상기 제어부는,
    상기 산소센서의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 산소센서 보완회로의 각 단자만 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 연결시킨 후, 상기 산소센서 보완회로에서 출력하는 고정된 전압에서 허용치를 벗어난 센싱 값이 검출될 경우,
    상기 제어부는,
    상기 산소센서 인터페이스 회로의 불량으로 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 방법.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 산소센서 보완회로의 각 단자만 해당 포트에 연결시키도록 스위칭부를 제어하는 과정에서,
    상기 스위칭부는,
    상기 제어부의 제어에 따라, 상기 산소센서의 지정된 각 단자와 상기 산소센서 보완회로의 지정된 각 단자를 모두 상기 산소센서 인터페이스 회로의 해당 포트에 동시에 연결시키거나, 상기 산소센서의 단자들, 또는 상기 산소센서 보완회로의 단자들 중 어느 하나의 단자들만 선택적으로 해당 포트에 연결시키도록 구현된 것을 특징으로 하는 산소센서 보완회로를 이용한 노이즈 유무 판단 방법.
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