KR20190079194A - 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법 - Google Patents

에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190079194A
KR20190079194A KR1020170181228A KR20170181228A KR20190079194A KR 20190079194 A KR20190079194 A KR 20190079194A KR 1020170181228 A KR1020170181228 A KR 1020170181228A KR 20170181228 A KR20170181228 A KR 20170181228A KR 20190079194 A KR20190079194 A KR 20190079194A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
foreign matter
air flow
moisture condensation
contamination
Prior art date
Application number
KR1020170181228A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102429067B1 (ko
Inventor
원민규
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170181228A priority Critical patent/KR102429067B1/ko
Priority to US16/189,261 priority patent/US10844802B2/en
Priority to CN201811396671.9A priority patent/CN109974802B/zh
Priority to DE102018221035.7A priority patent/DE102018221035A1/de
Publication of KR20190079194A publication Critical patent/KR20190079194A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102429067B1 publication Critical patent/KR102429067B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G01F25/15—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters specially adapted for gas meters
    • G01F25/0053—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/144—Sensor in intake manifold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0418—Air humidity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

본 발명은 공기 중 포함된 이물질에 의한 오염이나 수분 응결 발생 등에 의해 에어 플로우 센서에 측정 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법은 에어 플로우 센서의 센서 측정부에 공기 중 포함된 이물질에 의한 오염이나 수분 응결이 발생하는 상황을 차량의 ECU가 미리 예측하고, 상기 상황 발생 예측시 상기 ECU는 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작을 수행함으로써, 센서 측정부의 이물질 오염과 수분 응결로 인한 에어 플로우 센서의 측정 오류를 방지하도록 한다.

Description

에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법{Method for Avoiding Measurement Error of Air Flow Sensor}
본 발명은 차량의 흡기계에 장착되는 에어 플로우 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기 중 포함된 이물질에 의한 오염이나 수분 응결 발생 등에 의해 에어 플로우 센서에 측정 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법에 관한 것이다.
엔진의 흡입 공기량을 정확히 계산하기 위하여 차량의 흡기계에는 에어 플로우 센서(Air Flow Sensor; AFS)가 장착되어 흡기계를 통과하는 공기 유량을 직접 측정하고 있다.
에어 플로우 센서는 센서 측정부 주변의 온도 변화를 기준으로 유량을 측정하는 방식의 센서 특성에 따라, 센서 측정부 주변의 유동이 매우 중요한 요소가 된다. 만약 센서 측정부 주변이 이물질에 의해 오염되거나 수분이 응결되는 현상이 발생한다면 센서 측정부 주변의 유동이 불안정해지고, 이로 인해 측정값에 오차가 발생하게 된다.
실제로 흡입 공기 중 포함되어 있는 미세 먼지나 초미세 먼지에 의해 센서 측정부가 오염되는 현상이 발생하고 있으며, 또한 주변 환경의 변화(온도, 습도 변화 등)에 의해 센서 측정부 주변에 수분이 응결되어 센서 측정 오차가 크게 발생하는 사례가 보고되고 있다. 심한 경우 80% 이상의 측정 오차가 발생하여 연비가 악화되거나 실화를 유발하기도 하고, 심지어 엔진 시동이 오프(off)되는 현상까지 발생한다.
센서 제조사에서는 이와 같은 문제를 방지하기 위해 센서의 하드웨어(H/W) 구조를 개선하는 노력을 기울이고 있으나, 여전히 센서 측정부의 이물질 오염과 수분 응결로 인한 측정 오류 문제를 완전하게 해결하고 있지는 못하다.
더욱이 공기 중의 미세 먼지나 초미세 먼지와 같은 환경 문제는 날이 갈수록 악화되고 있으므로, 위와 같은 에어 플로우 센서의 오측정 문제에 대한 심각성은 앞으로 계속 증가할 것으로 예상된다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하드웨어의 구조 개선만으로는 해결하기 어려운 센서 측정부의 이물질 오염과 수분 응결로 인한 측정 오류 문제를 소프트웨어(S/W)적인 방법으로 해결할 수 있도록 한 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법을 제공하는데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법은 에어 플로우 센서의 센서 측정부에 공기 중 포함된 이물질에 의한 오염이나 수분 응결이 발생하는 상황을 차량의 ECU가 미리 예측하고, 상기 상황 발생 예측시 상기 ECU는 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작을 수행하도록 함으로써, 센서 측정부의 이물질 오염 또는 수분 응결로 인한 에어 플로우 센서의 측정 오류를 방지하도록 한다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 발생 상황의 예측은 차량에 설치된 미세 먼지 측정 센서로부터 측정된 미세 먼지 농도에 의해 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 발생 상황의 예측은 공식 환경 보도 및 현재 차량 위치 데이터를 기반으로 획득된 미세 먼지 농도에 의해 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 발생 상황의 예측은 상기 미세 먼지 농도가 실험적으로 정해진 기준값 이상이면 이물질 오염이 발생하는 상황으로 예측한다.
바람직하게, 상기 수분 응결 발생 상황의 예측은 차량에 설치된 습도 센서로부터 측정된 습도값과 온도 센서로부터 측정된 온도 변화량을 기준으로 이슬점을 계산함으로써 이루어질 수 있다.
바람직하게, 습도 센서 미장착 차량의 경우에는 공식 환경 보도 및 현재 차량 위치 데이터를 기반으로 습도값을 획득할 수 있다.
바람직하게, 습도 정보가 전혀 없는 경우에는 상기 온도 센서로부터 측정된 온도 변화량을 기준으로 한 경험적 맵핑 데이터에 기반하여 수분 응결을 예측할 수 있다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작은 에어 플로우 센서의 온도 센서 부분을 포함한 센서 측정부 전체를 일정 시간 가열하는 것일 수 있다.
바람직하게, 상기 가열은 상기 에어 플로우 센서 자체에 제공되는 칩 히팅 기능을 사용하여 이루어질 수 있다.
바람직하게, 에어 플로우 센서에 칩 히팅 기능이 제공되지 않는 경우, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작은 센서 측정부를 일정 시간 오프하는 것일 수 있다.
바람직하게, 상기 칩 히팅 기능을 사용하거나 센서 측정부를 오프하는 동안에는 흡기 압력이나 쓰로틀 열림량을 통한 모델값으로 유량값을 대체한다.
한편, 본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법은 에어 플로우 센서가 주 공기량 센서로 설정되어 흡기 유량을 측정하는, 에어 플로우 센서 유량 측정 단계; 에어 플로우 센서의 센서 측정부에 공기 중 포함된 이물질에 의한 오염이나 수분 응결이 발생하는 상황을 예측하는, 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계; 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계에서 센서 측정부의 이물질 오염 또는 수분 응결 발생이 예측되면, 센서 측정부의 이물질 오염이나 수분 응결 발생을 방지하는 동작을 수행하는, 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계; 및 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계가 일정 시간 수행된 이후 다시 상기 에어 플로우 센서 유량 측정 단계로 돌아가도록 하는, 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 종료 단계;를 포함하여 구성되며, 상기 단계들은 ECU에 의해 제어됨으로써 실행된다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계에서 센서 측정부의 이물질 오염이나 수분 응결 발생이 예측되지 않는 경우에는, 상기 에어 플로우 센서 유량 측정 단계로 되돌아가 에어 플로우 센서로 흡기 유량을 계속 측정한다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계에서 이물질 오염 발생 상황의 예측은 차량에 설치된 미세 먼지 측정 센서로부터 측정된 미세 먼지 농도에 의해 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계에서 이물질 오염 발생 상황의 예측은 공식 환경 보도 및 현재 차량 위치 데이터를 기반으로 획득된 미세 먼지 농도에 의해 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 발생 상황의 예측은 상기 미세 먼지 농도가 실험적으로 정해진 기준값 이상이면 이물질 오염이 발생하는 상황으로 예측한다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계에서 수분 응결 발생 상황의 예측은 차량에 설치된 습도 센서로부터 측정된 습도값과 온도 센서로부터 측정된 온도 변화량을 기준으로 이슬점을 계산함으로써 이루어질 수 있다.
바람직하게, 습도 센서 미장착 차량의 경우에는 공식 환경 보도 및 현재 차량 위치 데이터를 기반으로 습도값을 획득할 수 있다.
바람직하게, 습도 정보가 전혀 없는 경우에는 상기 온도 센서로부터 측정된 온도 변화량을 기준으로 한 경험적 맵핑 데이터에 기반하여 수분 응결을 예측할 수 있다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계에서 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작은 에어 플로우 센서의 온도 센서 부분을 포함한 센서 측정부 전체를 일정 시간 가열하는 것일 수 있다.
바람직하게, 상기 가열은 상기 에어 플로우 센서 자체에 제공되는 칩 히팅 기능을 사용하여 이루어질 수 있다.
바람직하게, 에어 플로우 센서에 칩 히팅 기능이 제공되지 않는 경우, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작은 센서 측정부를 일정 시간 오프하는 것일 수 있다.
바람직하게, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계 동안에는 주 공기량 센서를 흡기압 센서나 쓰로틀 센서로 스위칭하고 흡기 압력이나 쓰로틀 열림량을 통한 모델값으로 흡기 유량을 측정한다.
본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법은 센서 측정부의 이물질 오염과 수분 응결로 인한 측정 오류 문제를 해결함으로써, 연비 손실, 실화 및 시동 꺼짐 현상 등을 방지하고, 이에 따라 공기 중에 이물질이 많거나 온도 및 습도의 변화가 심한 열악한 환경에서도 차량의 안정적인 운전이 가능케 한다.
도 1은 에어 플로우 센서의 측정 원리를 도시한 도면이다.
도 2는 에어 플로우 센서의 유량 측정시 센서 측정부 주변의 유동장을 도시한 도면이다.
도 3은 에어 플로우 센서의 센서 측정부가 이물질에 의해 오염되어 있는 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 온도 및 습도별 이슬점 온도를 도시한 도면이다.
도 5는 에어 플로우 센서의 칩 히팅시 센서 측정부 주변의 유동장을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법에 대한 상세한 설명에 앞서, 에어 플로우 센서의 측정 원리를 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 에어 플로우 센서의 측정 원리를 도시한 도면으로서, 도 1에는 센서 측정부(11)가 확대 도시되어 있으며, 화살표는 공기 흐름 방향을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 센서 측정부(11)는 가운데의 히팅존(Heating zone)을 중심으로 양쪽에 위치한 제1 지점 및 제2 지점에 온도 센서가 장착되어있으며, 공기 흐름이 없다면 두 지점의 온도(T1, T2)는 같다. 하지만 화살표 방향으로 공기 유동이 발생할 경우, 공기 흐름 방향으로 히팅존의 전방에 위치하게 되는 제1 지점의 온도(T1)는 공기가 히팅존에 의해 데워져 지나가는 제2 지점의 온도(T2)에 비해 낮아지게 되며, 이때 두 지점의 온도차이는 유량에 따라 달라지게 된다.
즉, 에어 플로우 센서(1)에 의한 유량 측정은 센서 측정부(11)의 온도 센서에 의해 측정되는 두 지점의 온도 차이값(△T = T2 - T1)에 의해 이루어지게 되며, 이에 따라 역방향으로 흐르는 공기 유량 역시 검출할 수 있다.
에어 플로우 센서(1)는 센서 측정부(11)에서 측정된 온도 차이값을 0 ~ 5V 사이의 전압값으로 변환하여 ECU에 전달하고, ECU에서는 전압값을 받아 유량값[kg/h]으로 변환함으로써 흡기계를 통과하는 공기량이 계산된다.
도 2는 에어 플로우 센서의 유량 측정시 센서 측정부 주변의 유동장을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하여 에어 플로우 센서(1)의 유량 측정시 센서 측정부(11)에 이물질에 의한 오염이 발생하게 되는 원리를 설명하면, 센서 측정부(11)는 유량 측정시 열원인 가운데의 히팅존과 양 옆의 제1, 2 지점 간에 발생하는 온도 차이에 의해 가운데의 히팅존을 중심으로 와류 유동이 형성되게 되는데, 이러한 유동은 공기 중의 이물질을 히팅존 양쪽의 온도 센서 부분에 쌓이게 하고, 이에 따라 센서 측정부(11)에 이물질 오염이 발생하게 된다.
도 3은 에어 플로우 센서의 센서 측정부가 이물질에 의해 오염되어 있는 모습을 보여주는 도면이다.
에어 플로우 센서(1)의 센서 측정부(11)에 오염을 발생시키는 이물질은 미세 먼지나 초미세 먼지 외에도, 사막 지역에서의 모래 등 다양한 이물질일 수 있고, 엔진 블로바이 가스 등 유증기에 포함되어 있는 기름 성분과 같은 이물질도 포함된다.
도 4는 온도 및 습도별 이슬점 온도를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하여 센서 측정부(11)에 수분 응결이 발생하는 상황을 설명하면, 동일한 습도(공기 중 수분량)에서 온도가 낮을 수록 응결점이 낮아지므로, 저온 다습 지역에서 운전 후 짧은 시간 안에 따뜻한 곳(차고, 주차장 등)으로 진입할 때와 같이 센서 측정부(11)의 온도가 낮은 상황에서 흡입 공기의 온도가 급격히 올라가는 경우, 센서 측정부(11)에 수분이 응결되는 현상이 발생하게 된다.
본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법은 이와 같은 센서 측정부(11)의 이물질 오염이나 수분 응결 발생 원리에 기초해, 센서 측정부(11)에 이물질 오염이나 수분 응결이 발생하는 상황을 미리 예측하여 센서 측정부(11)의 이물질 오염이나 수분 응결을 사전에 차단할 수 있도록 함으로써, 에어 플로우 센서(1)의 하드웨어적인 변경 없이도 센서 측정부(11)의 이물질 오염과 수분 응결로 인한 측정 오류 문제를 해결할 수 있도록 한다.
본 발명에서 이물질 오염 발생 상황의 예측은 차량에 설치된 미세 먼지 측정 센서(미도시)로부터 측정된 미세 먼지 농도나, 공식 환경 보도 및 현재 차량 위치 데이터를 기반으로 획득된 미세 먼지 농도를 이용하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에서 수분 응결 발생 상황의 예측은 차량에 설치된 습도 센서(미도시)로부터 측정된 습도값과 온도 센서(미도시)로부터 측정된 온도 변화량을 기준으로 이슬점을 계산함으로써 예측될 수 있다(도 4 참조). 습도 센서 미장착 차량의 경우에는 공식 환경 보도 및 현재 차량 위치 데이터를 기반으로 습도값을 획득할 수 있다.
습도 정보가 전혀 없는 경우에는 차량에 설치된 온도 센서(미도시)로부터 측정된 온도 변화량을 기준으로 경험적 수치로 맵핑하여 수분 응결을 예측할 수도 있을 것이다.
위와 같은 방법으로 센서 측정부(11)에 이물질 오염이나 수분 응결이 발생할 것으로 예측되면, 센서 자체에 제공되는 칩 히팅 기능을 사용하여 온도 센서 부분을 포함한 센서 측정부(11) 전체를 가열하도록 한다. 일반적으로, 에어 플로우 센서(1)에는 엔진 시동 오프시 흡기계로 유입되는 유증기의 흡착을 방지하기 위한 칩 히팅 기능이 구비되어 있다.
도 5는 에어 플로우 센서의 칩 히팅시 센서 측정부 주변의 유동장을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 센서 측정부(11)를 전체적으로 가열하는 경우 온도 센서 부분을 포함한 센서 측정부 표면 전체에서 상승 유동이 발생하게 되어 공기 중의 이물질이 센서 측정부(11)에 쌓이지 않게 되고, 이에 따라 센서 측정부(11)의 오염이 방지되게 된다.
또한, 센서 측정부(11)를 전체적으로 가열하게 되면 센서 측정부 전체의 온도가 이슬점 온도보다 높게 상승되므로 센서 측정부(11)의 수분 응결 현상도 방지되게 된다.
한편, 에어 플로우 센서(1)에 칩 히팅 기능이 제공되지 않는 경우에는, 센서 측정부(11)를 일정 시간 오프하여 유량 측정시 발생하는 센서 측정부 주변의 이물질 오염 유발 유동(도 2 참조)을 없애, 오염을 최소화하도록 한다.
칩 히팅 기능을 사용하거나 센서 측정부(11)를 오프하는 동안에는 센서 측정부(11)를 통해 유량을 측정할 수 없게 되므로, 이때는 흡기 압력이나 쓰로틀 열림량 등을 통한 모델값으로 유량값을 대체하도록 한다.
에어 플로우 센서(1)에 칩 히팅 기능이 제공되지 않는 경우에는 센서 측정부(11)의 수분 응결 발생을 방지할 수는 없지만, 에어 플로우 센서(1)에 의한 유량 측정을 사용하지 않고 흡기 압력이나 쓰로틀 열림량 등을 통한 모델값으로 유량값을 대체하게 됨으로써, 센서 측정부(11)의 수분 응결로 인한 측정 오류 문제를 해결하게 된다.
한편, 센서 측정부(11)의 수분 응결 발생을 방지하는 방법으로는 흡입 공기의 온도를 낮추어 센서 측정부(11)와의 온도 차이를 줄이는 방법도 가능하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법은 에어 플로우 센서 유량 측정 단계(S10), 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계(S20), 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계(S30) 및, 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 종료 단계(S40)를 포함하여 구성되며, 상기 단계들은 ECU에 의해 제어됨으로써 실행된다.
에어 플로우 센서 유량 측정 단계(S10)는 에어 플로우 센서(1)가 주 공기량 센서로 설정되어 흡기 유량을 측정하고 있는 단계이다. 이때, 센서 측정부(11)의 가운데에 위치한 히팅존이 가열되고 히팅존의 양쪽 옆에서 측정된 온도(T1, T2)의 온도 차이값(△T)을 기준으로 흡기 유량을 계산한다.
이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계(S20)는 앞서 설명한 바와 같이 미세 먼지 농도를 기준으로 센서 측정부(11)의 이물질 오염 발생을 예측하거나 습도와 온도 변화량을 기준으로 센서 측정부(11)의 수분 응결 발생을 예측하는 단계이다. 이때, 이물질 오염 발생을 예측하기 위한 미세 먼지 농도의 기준값은 실험적으로 적절히 결정될 수 있고, 수분 응결 발생을 예측하기 위한 이슬점 계산식 또한 마그너스 식(Magnus formula), 아르덴벅 식(Arden Buck equation) 등과 같은 잘 알려진 식들을 이용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계(S30)는 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계(S20)에서 센서 측정부(11)의 이물질 오염이나 수분 응결 발생이 예측되면 실행되는 단계로서, 앞서 설명한 바와 같이 칩 히팅 기능을 작동시키거나 센서 측정부(11)를 오프시켜 센서 측정부(11)의 이물질 오염이나 수분 응결 발생을 방지하는 단계이다. 이때, 에어 플로우 센서(1)에 의한 흡기 유량 측정이 불가능하므로, 주 공기량 센서를 흡기압(MAP) 센서(미도시)나 쓰로틀 센서(미도시)로 스위칭하고 흡기 압력이나 쓰로틀 열림량을 통한 모델값으로 흡기 유량을 측정하도록 한다.
한편, 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계(S20)에서 센서 측정부(11)의 이물질 오염이나 수분 응결 발생이 예측되지 않는 경우에는 에어 플로우 센서 유량 측정 단계(S10)로 되돌아가 에어 플로우 센서(1)로 흡기 유량을 계속 측정하도록 한다.
이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 종료 단계(S40)는 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계(S30)가 일정 시간 수행된 이후 다시 에어 플로우 센서 유량 측정 단계(S10)로 돌아가도록 하는 단계이다. 에어 플로우 센서 유량 측정 단계(S10)로 돌아가면 에어 플로우 센서(1)가 다시 주 공기량 센서로 설정되고 정상적으로 흡기 유량을 측정하게 된다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법에 의하면, 센서 측정부의 이물질 오염과 수분 응결로 인한 측정 오류 문제를 해결하고, 이에 따라 연비 손실, 실화 및 시동 꺼짐 현상 등을 방지하여 공기 중에 이물질이 많거나 온도 및 습도의 변화가 심한 열악한 환경에서도 차량의 안정적인 운전이 가능케 한다.
본 명세서와 첨부된 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 쉽게 설명하기 위한 목적으로 사용된 것일 뿐, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
1: 에어 플로우 센서
11: 센서 측정부
S10: 에어 플로우 센서 유량 측정 단계
S20: 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계
S30: 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계
S40: 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 종료 단계

Claims (23)

  1. 에어 플로우 센서의 센서 측정부에 공기 중 포함된 이물질에 의한 오염이나 수분 응결이 발생하는 상황을 차량의 ECU가 미리 예측하고,
    상기 상황 발생 예측시 상기 ECU는 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작을 수행하도록 함으로써,
    센서 측정부의 이물질 오염 또는 수분 응결로 인한 에어 플로우 센서의 측정 오류를 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이물질 오염 발생 상황의 예측은 차량에 설치된 미세 먼지 측정 센서로부터 측정된 미세 먼지 농도에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이물질 오염 발생 상황의 예측은 공식 환경 보도 및 현재 차량 위치 데이터를 기반으로 획득된 미세 먼지 농도에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 이물질 오염 발생 상황의 예측은 상기 미세 먼지 농도가 실험적으로 정해진 기준값 이상이면 이물질 오염이 발생하는 상황으로 예측하는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수분 응결 발생 상황의 예측은 차량에 설치된 습도 센서로부터 측정된 습도값과 온도 센서로부터 측정된 온도 변화량을 기준으로 이슬점을 계산함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    습도 센서 미장착 차량의 경우에는 공식 환경 보도 및 현재 차량 위치 데이터를 기반으로 습도값을 획득하는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    습도 정보가 전혀 없는 경우에는 상기 온도 센서로부터 측정된 온도 변화량을 기준으로 한 경험적 맵핑 데이터에 기반하여 수분 응결을 예측하는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작은 에어 플로우 센서의 온도 센서 부분을 포함한 센서 측정부 전체를 일정 시간 가열하는 것인 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 가열은 상기 에어 플로우 센서 자체에 제공되는 칩 히팅 기능을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    에어 플로우 센서에 칩 히팅 기능이 제공되지 않는 경우, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작은 센서 측정부를 일정 시간 오프하는 것인 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  11. 청구항 9 또는 10에 있어서,
    상기 칩 히팅 기능을 사용하거나 센서 측정부를 오프하는 동안에는 흡기 압력이나 쓰로틀 열림량을 통한 모델값으로 유량값을 대체하는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  12. 에어 플로우 센서가 주 공기량 센서로 설정되어 흡기 유량을 측정하는, 에어 플로우 센서 유량 측정 단계;
    에어 플로우 센서의 센서 측정부에 공기 중 포함된 이물질에 의한 오염이나 수분 응결이 발생하는 상황을 예측하는, 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계;
    상기 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계에서 센서 측정부의 이물질 오염 또는 수분 응결 발생이 예측되면, 센서 측정부의 이물질 오염이나 수분 응결 발생을 방지하는 동작을 수행하는, 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계; 및
    상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계가 일정 시간 수행된 이후 다시 상기 에어 플로우 센서 유량 측정 단계로 돌아가도록 하는, 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 종료 단계;
    를 포함하여 구성되며,
    상기 단계들은 ECU에 의해 제어됨으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계에서 센서 측정부의 이물질 오염이나 수분 응결 발생이 예측되지 않는 경우에는, 상기 에어 플로우 센서 유량 측정 단계로 되돌아가 에어 플로우 센서로 흡기 유량을 계속 측정하는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계에서 이물질 오염 발생 상황의 예측은 차량에 설치된 미세 먼지 측정 센서로부터 측정된 미세 먼지 농도에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계에서 이물질 오염 발생 상황의 예측은 공식 환경 보도 및 현재 차량 위치 데이터를 기반으로 획득된 미세 먼지 농도에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  16. 청구항 14 또는 15에 있어서,
    상기 이물질 오염 발생 상황의 예측은 상기 미세 먼지 농도가 실험적으로 정해진 기준값 이상이면 이물질 오염이 발생하는 상황으로 예측하는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 이물질 오염 또는 수분 응결 발생 예측 단계에서 수분 응결 발생 상황의 예측은 차량에 설치된 습도 센서로부터 측정된 습도값과 온도 센서로부터 측정된 온도 변화량을 기준으로 이슬점을 계산함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    습도 센서 미장착 차량의 경우에는 공식 환경 보도 및 현재 차량 위치 데이터를 기반으로 습도값을 획득하는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    습도 정보가 전혀 없는 경우에는 상기 온도 센서로부터 측정된 온도 변화량을 기준으로 한 경험적 맵핑 데이터에 기반하여 수분 응결을 예측하는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  20. 청구항 12에 있어서,
    상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계에서 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작은 에어 플로우 센서의 온도 센서 부분을 포함한 센서 측정부 전체를 일정 시간 가열하는 것인 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 가열은 상기 에어 플로우 센서 자체에 제공되는 칩 히팅 기능을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    에어 플로우 센서에 칩 히팅 기능이 제공되지 않는 경우, 상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작은 센서 측정부를 일정 시간 오프하는 것인 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
  23. 청구항 12에 있어서,
    상기 이물질 오염 또는 수분 응결 방지 동작 수행 단계 동안에는 주 공기량 센서를 흡기압 센서나 쓰로틀 센서로 스위칭하고 흡기 압력이나 쓰로틀 열림량을 통한 모델값으로 흡기 유량을 측정하는 것을 특징으로 하는 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법.
KR1020170181228A 2017-12-27 2017-12-27 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법 KR102429067B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170181228A KR102429067B1 (ko) 2017-12-27 2017-12-27 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법
US16/189,261 US10844802B2 (en) 2017-12-27 2018-11-13 Method for avoiding measurement error of air flow sensor
CN201811396671.9A CN109974802B (zh) 2017-12-27 2018-11-22 用于避免空气流传感器的测量误差的方法
DE102018221035.7A DE102018221035A1 (de) 2017-12-27 2018-12-05 Verfahren zur Vermeidung von Messfehlern eines Luftstromsensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170181228A KR102429067B1 (ko) 2017-12-27 2017-12-27 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190079194A true KR20190079194A (ko) 2019-07-05
KR102429067B1 KR102429067B1 (ko) 2022-08-04

Family

ID=66768690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170181228A KR102429067B1 (ko) 2017-12-27 2017-12-27 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10844802B2 (ko)
KR (1) KR102429067B1 (ko)
CN (1) CN109974802B (ko)
DE (1) DE102018221035A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102141976B1 (ko) * 2019-11-27 2020-08-06 주식회사 뉴인스 미세먼지 측정 기능이 구비된 산업용 계측기

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017216656A1 (de) * 2017-09-20 2019-03-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Heizelements eines Sensorelements eines Luftmassensensors für ein Fahrzeug und Luftmassensensorsystem für ein Fahrzeug
CN110872996B (zh) * 2019-12-25 2022-06-28 潍柴动力股份有限公司 压力式进气流量传感器的结冰检测方法及设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05172606A (ja) * 1991-12-20 1993-07-09 Ngk Insulators Ltd 熱式流量計
JP2000146654A (ja) * 1998-11-13 2000-05-26 Fuji Electric Co Ltd 熱式質量流量計
KR20130116793A (ko) * 2010-06-22 2013-10-24 로베르트 보쉬 게엠베하 센서 모듈과 이의 작동 방법
KR20140116850A (ko) * 2011-12-16 2014-10-06 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 유체 유동의 질량 유량 및 온도를 감지하기 위한 센서

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB887613A (en) * 1959-03-23 1962-01-17 Yarnall Waring Co Temperature compensation for liquid level gauge
US7243538B1 (en) * 2005-12-22 2007-07-17 Honeywell International Inc. Gas flow sensor system and method of self-calibration
JP5094212B2 (ja) * 2007-05-25 2012-12-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式流量計と制御方法
JP4929261B2 (ja) * 2008-09-22 2012-05-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジンの制御装置
CN202433045U (zh) * 2011-12-27 2012-09-12 矽翔微机电***(上海)有限公司成都分公司 一种防潮湿污染的流量传感器组件及气体质量流量计
CN102538887A (zh) * 2012-01-19 2012-07-04 上海华强浮罗仪表有限公司 一种热式质量流量计
DE102012102094A1 (de) * 2012-03-13 2013-09-19 Pierburg Gmbh Vorrichtung zur Bestimmung eines Gasmassenstroms sowie Verfahren zur Rekalibrierung einer derartigen Vorrichtung
CN202582624U (zh) * 2012-05-22 2012-12-05 合肥科迈捷智能传感技术有限公司 矿用热式气体流量计
DE102012108350B3 (de) * 2012-09-07 2013-07-18 Pierburg Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Rekalibrierung eines Abgasmassenstromsensors
CN104634833B (zh) * 2015-02-28 2017-09-26 苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司 Mems电容式相对湿度传感器及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05172606A (ja) * 1991-12-20 1993-07-09 Ngk Insulators Ltd 熱式流量計
JP2000146654A (ja) * 1998-11-13 2000-05-26 Fuji Electric Co Ltd 熱式質量流量計
KR20130116793A (ko) * 2010-06-22 2013-10-24 로베르트 보쉬 게엠베하 센서 모듈과 이의 작동 방법
KR20140116850A (ko) * 2011-12-16 2014-10-06 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 유체 유동의 질량 유량 및 온도를 감지하기 위한 센서

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102141976B1 (ko) * 2019-11-27 2020-08-06 주식회사 뉴인스 미세먼지 측정 기능이 구비된 산업용 계측기

Also Published As

Publication number Publication date
US20190195159A1 (en) 2019-06-27
DE102018221035A1 (de) 2019-06-27
CN109974802A (zh) 2019-07-05
CN109974802B (zh) 2022-09-09
KR102429067B1 (ko) 2022-08-04
US10844802B2 (en) 2020-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6121567B2 (ja) 湿度計測装置
KR20190079194A (ko) 에어 플로우 센서의 오측정 방지 방법
CN108626041B (zh) 监测空气过滤器状况的方法和***
KR101646132B1 (ko) 실화 진단 시스템 및 실화 진단 방법
US10126203B2 (en) System for detecting an air filter condition, in particular for combustion engine
CN104110319A (zh) 湿度传感器和发动机***
CN104234847B (zh) 诊断egr***的方法和利用该方法控制燃油喷射的方法
CN104110311A (zh) 湿度传感器和发动机***
JP2009221992A (ja) 排出ガスセンサの異常診断装置
JP2013529274A (ja) 燃焼エンジンにおける湿度センサのモニタリングの方法及び装置であって、ＮＯｘ、ラムダ（ｌａｍｂｄａ）、及び／又は酸素センサ等のエンジンにおける他のセンサの酸素測定を用いる方法及び装置
US10465625B2 (en) Method for monitoring an exhaust-gas sensor
JP6186244B2 (ja) 温湿度センサ用ヒータの温度制御装置
WO2018142775A1 (ja) 湿度計測装置、内燃機関の制御装置、異常検出装置
Nose et al. Fuel enrichment control system by catalyst temperature estimation to enable frequent stoichiometric operation at high engine speed/load condition
WO2018079133A1 (ja) 湿度計測装置
AU2015207335B2 (en) Filter abnormality determination system
KR101189223B1 (ko) 차량의 요철로 주행 판단장치 및 방법
JP6978328B2 (ja) 排気推定温度誤差低減方法及び車両動作制御装置
JP4655229B2 (ja) 内燃機関の吸気システムの異常診断装置
KR100513511B1 (ko) 엔진의 서모스탯 모니터링 제어방법
KR20180078843A (ko) 캐니스터 점검 장치 및 방법
KR101791755B1 (ko) 엔진의 카본 축적 경고 방법
KR100200279B1 (ko) 내연기관의 촉매온도 예측방법
KR100422652B1 (ko) 차량의 흡기온센서 제어방법
KR101012219B1 (ko) 차량의 러프로드 검출 시스템 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant