KR19990010923A - Monitoring method for failure determination of secondary air introduction device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일정한 엔진 구동 조건에서 2차 공기도입 장치를 통해 공기가 배기계로 도입되도록 하되 공기가 도입되기 직전과 직후의 산소 센서에서 판단하게 되는 피드백 보정량 평균치의 차를 검출하여 이를 기설정된 기준값과의 비교에 의해 정상작동 여부가 판단될 수 있도록 하는 2차 공기 도입 장치의 고장 판정을 위한 모니터링 방법에 대한 것으로서,The present invention allows the air to be introduced into the exhaust system through the secondary air introduction device under a constant engine driving condition, but detects the difference between the average value of the feedback correction amount determined by the oxygen sensor immediately before and after the air is introduced and compares it with a preset reference value. As a monitoring method for the failure determination of the secondary air introduction device to determine whether the normal operation by comparison,
상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 발명은The present invention to achieve the above object
엔진 시동이 걸리고 일정 시간(Td1)이 경과되었는지를 판단하는 단계와;Determining whether the engine is started and a predetermined time Td 1 has elapsed;
일정 시간(Td1)이 경과되었으면 엔진이 일정한 모니터링 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와;Determining whether the engine satisfies a constant monitoring condition after a predetermined time Td 1 has elapsed;
상기의 모니터링 조건을 만족하면 소정의 시간(Tc1)동안 산소 센서에서 결정되는 피드백 보정량의 평균치(I1)를 산출하는 단계와;Calculating an average value I 1 of the feedback correction amount determined by the oxygen sensor for a predetermined time Tc 1 when the monitoring condition is satisfied;
상기의 단계에서 소정의 시간(Tc1)이 경과된 직후 솔레노이드 밸브를 작동시켜 2차 공기가 배기계로 도입되도록 하는 단계와;Operating a solenoid valve immediately after a predetermined time Tc 1 in the above step so that secondary air is introduced into the exhaust system;
솔레노이드 밸브의 작동 시점으로부터 임의의 시간(Td2)을 기다린 후 다시 소정의 시간(Tc2)동안 산소 센서에서 결정되는 피드백 보정량의 평균치(I2)를 산출하는 단계와;Calculating an average value I 2 of the feedback correction amount determined by the oxygen sensor for a predetermined time Tc 2 after waiting a predetermined time Td 2 from the operation time of the solenoid valve;
2차 공기의 도입 전후 산출된 피드백 보정량 평균치의 차(ΔI)를 산정하는 단계와;Calculating a difference [Delta] I of the average value of the feedback correction amounts calculated before and after introduction of the secondary air;
상기의 단계에서 산정한 피드백 보정량 평균치의 차(ΔI)가 기설정된 기준값(Thr)보다 큰지를 판단하는 단계와;Determining whether the difference [Delta] I of the average value of the feedback correction amount calculated in the above step is larger than the predetermined reference value Thr;
상기한 단계에서 기준값(Thr)보다 크다고 판단되면 정상 판정하고, 기준값(Thr)보다 크지 않다고 판단되면 고장 판정하여 경고등을 점멸시키도록 하는 단계로서 수행되도록 하는데 특징이 있다.In the above-described step, if it is determined that the reference value Thr is greater than the normal determination, and if it is determined that it is not larger than the reference value Thr, it is characterized in that the operation is performed as a step of causing the warning lamp to flash.
Description
본 발명은 배출가스의 후처리 과정에서 연소가스중에 포함되어 있는 미연소가스를 흡기계로부터 도입하여 재연소시키므로서 촉매의 산화반응을 촉진시키도록 하는 2차 공기도입 장치의 고장 판정을 위한 모니터링 방법에 대한 것이다.The present invention is a monitoring method for the failure determination of the secondary air introduction device to promote the oxidation reaction of the catalyst by introducing and reburning the unburned gas contained in the combustion gas from the intake machine during the post-treatment of the exhaust gas It is about.
일반적으로 차량 엔진의 흡입행정시 충진되는 혼합기 중에 포함되는 공기를 1차 공기라 하고, 연소실에서 연소된 가스가 배기계로 배출될 때 배기계로 도입시켜 배기계를 통과하는 미연소가스와의 결합에 의해 재연소되도록 하는 공기를 2차 공기라 한다.In general, the air contained in the mixer filled in the intake stroke of the vehicle engine is called primary air, and when the gas burned in the combustion chamber is discharged to the exhaust system, it is introduced into the exhaust system and regenerated by combining with unburned gas passing through the exhaust system. The air that causes the gas to burn is called secondary air.
즉 전기한 바와같이 혼합기의 형성시 혼합기 중에 포함되어 있는 공기가 연료를 연소시키는데 필요한 양만큼만 있을 경우 연료는 완전연소되어 무해한 배기가스를 생성하게 되나 실제 엔진 구동시에는 시동 초기에 연소실에서 혼합기의 일부는 불완전 연소되면서 미연소가스를 생성시키게 되는바 이러한 미연소가스가 배기계를 통해 배출될 때 이를 다시 재연소시키므로서 보다 연소 효율을 향상시켜 차량으로부터 배출되는 유해한 배기가스량을 저감시키도록 하는 것이 2차 공기이다.That is, as described above, if the air contained in the mixer contains only the amount necessary to burn the fuel when the mixer is formed, the fuel is completely burned to produce harmless exhaust gas. Incomplete combustion produces unburned gas. When the unburned gas is discharged through the exhaust system, it is reburned again, thereby improving combustion efficiency and reducing the amount of harmful exhaust gas emitted from the vehicle. Air.
상기에서와 같은 작용을 위해 현재는 도 3에서와 같이 흡기계와 배기계를 연결하여 엔진 구동상태에 따라 일정 조건에서 흡기계로부터 공기를 유입시켜 배기계로 공급되도록 하는 것이 2차 공기도입 장치이다.Currently, the secondary air introduction device connects the intake system and the exhaust system as shown in FIG. 3 so that air is supplied from the intake system to the exhaust system under a certain condition according to the engine driving state.
이같은 2차 공기도입 장치를 위한 구조에는 크게 솔레노이드 밸브(10)와 2차 공기조정 밸브(20)와 리드 밸브(30) 및 공기 공급 파이프(40)로서 이루어지는바 상기한 2차 공기조정 밸브(20)는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit, 이하 ECU로 약칭함)에서 엔진 회전수와 냉각수온 등을 체크하여 현재의 엔진 구동상태가 시동직후인지를 판단하여 솔레노이드 밸브(10)를 작동시키므로서 서지 탱크(50)로부터 흡입 부압이 2차 공기조정 밸브(20)로 유도되면서 개방되도록 하면 배기 진공에 의해 개폐되는 리드 밸브(30)를 통해 흡입 공기의 일부가 배기계로 공급되는 것이다.The secondary air introduction device is composed of a solenoid valve 10, a secondary air control valve 20, a reed valve 30, and an air supply pipe 40. ) Checks the engine speed and coolant temperature in the electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) to determine whether the current engine driving state is immediately after starting, and operates the solenoid valve 10 to operate the surge tank. When the suction negative pressure is opened from the 50 to the secondary air control valve 20, a part of the intake air is supplied to the exhaust system through the reed valve 30 opened and closed by the exhaust vacuum.
상기의 작동 구조에서 배기계로 공급되는 흡입 공기는 에어 클리너(60)로부터 서지 탱크(50)로 흡입되는 공기로서 이같은 2차 공기도입 장치에 의해 시동 초기에 배기계로 상기한 흡입 공기를 공급시키게 되면 배기계를 통과하는 미연소 배기가스와 만나면서 재연소작용을 유발시키게 되는바 그 직후방으로 장착되는 산소 센서(70)에서는 재연소된 배기가스와 접촉되면서 공연비상태를 린판정하여 보다 많은 연료가 공급되도록 하므로서 촉매 컨버터의 활성화 및 엔진 구동의 정상화를 대폭 촉진시키게 되는 것이다.In the above working structure, the intake air supplied to the exhaust system is the air sucked from the air cleaner 60 to the surge tank 50. When the above described intake air is supplied to the exhaust system at the beginning of startup by such a secondary air introduction device, the exhaust system is exhausted. The oxygen sensor 70 mounted immediately afterwards encounters the unburned exhaust gas passing through the bar, and the oxygen sensor 70 mounted immediately thereafter determines the air-fuel ratio while contacting the reburned exhaust gas so that more fuel is supplied. This will greatly facilitate the activation of catalytic converters and normalization of engine operation.
하지만 상기한 2차 공기도입 장치는 만일 구성 부품 중 솔레노이드 밸브(10)나 2차 공기조정 밸브(20) 및 리드 밸브(30) 등의 하나만이라도 고장 및 작동 불능 상태가 되더라도 2차 공기의 도입이 전혀 이루어지지 않게 되거나 개방된 상태가 지속되면서 공연비 제어가 정상적으로 수행되지 않게 되면서 지나친 연료 소모와 함께 다량의 배기가스를 배출시키게 되는 문제점을 유발시키게 된다.However, the secondary air introduction device described above does not introduce secondary air even if only one of the solenoid valve 10, the secondary air control valve 20, the reed valve 30, and the like becomes faulty and inoperable. As it is not made at all or the state is kept open, the air-fuel ratio control is not normally performed, causing a problem of exhausting a large amount of exhaust gas with excessive fuel consumption.
특히 최근 세계적으로 대단히 강화된 배기규제 법규인 OBD Ⅱ에서는 상기한 2차 공기도입 장치에서도 동일한 규제를 적용하고 있어 그에 대한 대응이 절실하게 요구되는 것이 현재의 실정이다.In particular, OBD II, which is a recently tightened exhaust gas regulation in the world, applies the same regulation to the above-described secondary air introduction device, and the present situation is urgently required.
이에 본 발명은 상기한 문제점과 필요성을 감안하여 이를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 주된 목적은 일정한 엔진 구동 조건에서 2차 공기도입 장치를 통해 공기가 배기계로 도입되도록 하되 공기가 도입되기 직전과 직후의 산소 센서에서 판단하게 되는 피드백 보정량 평균치의 차를 검출하여 이를 기설정된 기준값과의 비교에 의해 정상 여부가 판단될 수 있도록 하는 2차 공기 도입 장치의 고장 판정을 위한 모니터링 방법을 제공코자 하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems and necessities, and a main object of the present invention is to allow air to be introduced into an exhaust system through a secondary air introduction device under constant engine driving conditions, but immediately before air is introduced. To provide a monitoring method for the failure determination of the secondary air introducing apparatus that detects the difference between the average value of the feedback correction amount that is determined by the oxygen sensor immediately after and after the comparison with the preset reference value. have.
상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 발명은The present invention to achieve the above object
엔진 시동이 걸리고 일정 시간이 경과되었는지를 판단하는 단계와;Determining whether the engine is started and a predetermined time has elapsed;
일정 시간이 경과되었으면 엔진이 일정한 모니터링 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와;Determining whether the engine satisfies a constant monitoring condition after a predetermined time has elapsed;
상기의 모니터링 조건을 만족하면 소정의 시간동안 산소 센서에서 결정되는 피드백 보정량의 평균치를 산출하는 단계와;Calculating an average value of the feedback correction amount determined by the oxygen sensor for a predetermined time when the monitoring condition is satisfied;
상기의 단계에서 소정의 시간이 경과된 직후 솔레노이드 밸브를 작동시켜 2차 공기가 배기계로 도입되도록 하는 단계와;Operating a solenoid valve immediately after a predetermined time has elapsed in the above step so that secondary air is introduced into the exhaust system;
솔레노이드 밸브의 작동 시점으로부터 임의의 시간을 기다린 후 다시 소정의 시간동안 산소 센서에서 결정되는 피드백 보정량의 평균치를 산출하는 단계와;Calculating an average value of the feedback correction amount determined by the oxygen sensor for a predetermined time after waiting an arbitrary time from the operation time of the solenoid valve;
2차 공기의 도입 전후 산출된 피드백 보정량 평균치의 차를 산정하는 단계와;Calculating a difference between feedback average values calculated before and after introduction of the secondary air;
상기의 단계에서 산정한 피드백 보정량 평균치의 차가 기설정된 기준값보다 큰지를 판단하는 단계와;Determining whether the difference between the average values of the feedback correction amounts calculated in the above step is larger than a preset reference value;
상기한 단계에서 기준값보다 크다고 판단되면 정상 판정하고, 기준값보다 크지 않다고 판단되면 고장 판정하여 경고 등을 점멸시키도록 하는 단계로서 수행되도록 하는 것이 특징이다.In the above step, if it is determined that the reference value is greater than the reference value, it is determined as normal.
도 1은 본 발명에 따른 제어 흐름을 도시한 플로우챠트1 is a flow chart illustrating a control flow in accordance with the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 모니터링시의 출력 신호 변화선도2 is an output signal change diagram during monitoring according to the present invention.
도 3은 2차 공기도입 장치의 개략적인 구조도3 is a schematic structural diagram of a secondary air introduction device;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
Td1, Td2: 지연 시간Td 1 , Td 2 : delay time
I1, I2: 피드백 보정량의 평균치I 1 , I 2 : Average value of feedback correction amount
Tc1, Tc2: 피드백 보정량 산출 카운터 시간Tc 1 , Tc 2 : Feedback correction amount calculation counter time
ΔI : 피드백 보정량 평균치의 차ΔI: difference between average of feedback correction amount
Thr : 피드백 보정량 평균치의 차에 대한 기준 설정값Thr: Reference setting value for the difference of average of feedback correction amount
이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
시동 직후 통상 촉매 컨버커가 정상적으로 활성화되는 온도는 약 350℃이고, 2차 공기도입 장치가 작동되면서 상기한 활성화 온도에 도달하기까지 소요되는 시간은 약 200초이다.Normally, the temperature at which the catalytic converter is normally activated immediately after startup is about 350 ° C., and the time taken for the activation of the secondary air introduction device to reach the above activation temperature is about 200 seconds.
이렇게 엔진이 시동된 직후 촉매 컨버터가 정상적으로 활성화되는 시간을 지난 소정의 시간(Td1)이 경과되었는지를 판단하여(단계 1) 현재의 엔진 운전 조건이 일정 모니터링 조건을 만족하는지를 판단한다(단계 2).In this way, it is determined whether a predetermined time Td 1 has passed since the catalyst converter is normally activated immediately after the engine is started (step 1), and it is determined whether the current engine operating condition satisfies a certain monitoring condition (step 2). .
이때의 모니터링 조건은 엔진 회전수가 1500rpm 이상이면서 엔진 부하가 30% 이상인 비아이들 상태에서 차속은 30km/hr이상인 조건으로 설정되도록 한다.The monitoring condition at this time is to be set to the vehicle speed is more than 30km / hr in the engine idle speed is more than 1500rpm and the engine load is 30% or more idle state.
이러한 모니터링 조건을 만족하면 그 즉시 소정의 시간동안(Tc1) 산소 센서에 의해 검출되는 피드백 보정량의 평균치(I1)를 산출하고(단계 3), 그 시간이 경과되면 바로 솔레노이드 밸브를 작동시켜 2차 공기가 배기계로 도입되도록 한다(단계 4).When this monitoring condition is satisfied, the average value I 1 of the feedback correction amount detected by the oxygen sensor for a predetermined time (Tc 1 ) is immediately calculated (step 3), and when the time elapses, the solenoid valve is operated immediately. Allow primary air to be introduced into the exhaust system (step 4).
솔레노이드 밸브의 작동 시점으로부터 기설정된 임의의 시간동안(Td2)을 기다린 후 다시 소정의 시간동안(Tc2) 산소 센서에 의해 검출되는 피드백 보정량의 평균치(I2)를 산출한다(단계 5). 이렇게 산소 센서에 의해 피드백 보정량의 평균치(I2)를 재산출한 후 상기한 솔레노이드 밸브의 작동은 중지되도록 한다.And it calculates an average value (I 2) of the feedback correction amount to be detected by any over time, wait for (Td 2) back to the predetermined time for (Tc 2) oxygen sensor set group from the operation time of the solenoid valve (5). After recalculating the average value I 2 of the feedback correction amount by the oxygen sensor, the operation of the solenoid valve is stopped.
ECU에서는 이렇게 산출된 각 피드백 보정량 평균치의 차(ΔI = I2- I1)를 계산하여(단계 6) 기설정된 기준값(Thr)과 비교한 후(단계 7) 만일 평균치의 차(ΔI)가 기준값(Thr)보다 크면 2차 공기도입 장치는 정상으로 판정토록 하고(단계 8), 기준값(Thr)보다 크지 않다고 판단되면 고장으로 판정하여(단계 9) 경고등이 점등되도록 한다(단계 10).The ECU calculates the difference (ΔI = I 2 -I 1 ) of the average value of each feedback correction amount thus calculated (step 6) and compares it with the preset reference value (Thr) (step 7). If it is greater than Thr, the secondary air introduction device is determined to be normal (step 8), and if it is determined not to be larger than the reference value Thr, it is determined to be a failure (step 9) and the warning lamp is turned on (step 10).
한편 상기에서 본 발명에 따른 모니터링을 위한 시동 직후의 경과 시간(Td1)은 약 300초 정도로 설정되도록 하고, 산소 센서로부터 피드백 보정량의 평균치를 산출하는 카운터 시간(Tc1)(Tc2)은 각각 약 5초로 설정하며, 2차 공기가 도입되는 시점으로부터 피드백 보정량의 평균치를 재산출하게 될 때까지의 지연 시간(Td2)은 약 2초로 설정되도록 하는 것이 가장 바람직한바 결과적으로 2차 공기가 공급되는 총 소요시간은 지연 시간(Td2)과 피드백 보정량을 재산출하는 카운터 시간(Tc2)을 합친 시간에 해당한다.Meanwhile, in the above description, the elapsed time Td 1 immediately after the start for monitoring according to the present invention is set to about 300 seconds, and the counter times Tc 1 (Tc 2 ) for calculating an average value of the feedback correction amount from the oxygen sensor are respectively. It is most preferable to set the delay time (Td 2 ) from about the time of introduction of the secondary air until the average value of the feedback correction amount is recalculated, so that the secondary air is supplied. The total time required corresponds to the sum of the delay time Td 2 and the counter time Tc 2 recalculating the feedback correction amount.
이에 따른 솔레노이드 밸브의 작동 상태 및 산소 센서로부터의 출력 신호와 그에 따른 피드백 보정량에 대한 변화상태를 보면 도 2에서와 같다. 상기한 도면에서 보는바와 같이 2차 공기가 공급되는 시점에서는 산소 센서의 출력 파형과 피드백 보정량에 대한 출력 파형이 대단히 심하게 변동됨을 알 수가 있다.Accordingly, the operation state of the solenoid valve and the change state of the output signal from the oxygen sensor and the feedback correction amount thereof are as shown in FIG. 2. As shown in the above figure, it can be seen that the output waveform of the oxygen sensor and the output waveform of the feedback correction amount vary greatly when the secondary air is supplied.
따라서 2차 공기도입 장치가 정상적으로 작동된다면 상기의 도 2에서 보는바와 같이 산소 센서에서 산출되는 피드백 보정량의 평균치는 2차 공기가 도입되는 시점을 기준으로 전후에서 대단히 큰 차를 보이게 되는바 이러한 피드백 보정량 평균치의 차를 반복 실험에 의해 2차 공기도입 장치가 정상 작동시에 변화되는 피드백 보정량 평균치의 최소 변화값으로서 설정한 기준값과 비교토록 하므로서 최소 변화값보다 크면 이상이 없으나 최소 변화값보다 작다면 2차 공기가 제대로 도입되고 있지 않다는 것을 의미하게 되므로 이를 고장으로 판단토록 하는 것이다.Therefore, if the secondary air introduction device is normally operated, as shown in FIG. 2, the average value of the feedback correction amount calculated by the oxygen sensor shows a very large difference before and after the time when the secondary air is introduced. The difference between the average values is compared with the reference value set as the minimum change value of the average value of the feedback correction amount that the secondary air introduction device changes during normal operation by repeated experiments. This means that the car air is not being introduced properly, so it is judged to be a failure.
상술한 바와같이 촉매 컨버터가 정상적으로 활성화된 직후 2차 공기도입 장치를 산소 센서에서의 피드백 보정량 변화값으로서 모니터링할 수 있도록 하므로서 항상 차량 스스로가 자체적으로 자기 진단을 할 수가 있게 되어 운전 중 2차 공기도입 장치의 고장에 대한 불안감을 해소시킬 수가 있게 되는 동시에 안정된 배기 저감 효율을 유지시킬 수가 있게 된다.As described above, the secondary air induction device can be monitored as a change value of the feedback correction amount in the oxygen sensor immediately after the catalytic converter is normally activated, so that the vehicle can self-diagnose itself by itself. It is possible to alleviate the anxiety about the failure of the device and to maintain a stable exhaust reduction efficiency.
그러므로 본 발명에 따른 모니터링 방법에 의해 2차 공기도입 장치의 정상작동 여부를 자체 진단토록 하므로서 고장시 즉각적이고 적절한 정비 수행을 제공하면서 안정된 배기저감 효율 향상 및 배기 규제 법규에 대해 적극적으로 대응할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있게 된다.Therefore, the monitoring method according to the present invention enables self-diagnosis of the normal operation of the secondary air introduction device to provide a prompt and appropriate maintenance in the event of a failure, to improve the efficiency of stable exhaust reduction and to actively respond to the exhaust regulations. This is a very useful effect.
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