KR100302767B1 - 자동차의배기가스제어장치및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진이 냉각되어 있는 경우 시동 직후에 점화시기의 보정을 통해 촉매의 활성화 시간을 최대로 단축시켜 시동 초기에 배기가스의 안정성을 유지하도록 하며, 수온과 흡기온이 일정한 온도 범위를 유지하는 경우 엔진에 미치는 부라의 변동에 따라 점화시기를 보정을 통해 엔지의 활성화를 유지시켜 배기가스의 안정성을 도모할 수 있는 자동차의 아이들 회전수 제어장치 및 방법에 관한 것이다.본 발명은 자동차의 배기가스 안정화 장치에 있어서, 자동차의 전반적인 상태 정보를 검출하는 정보 검출수단과; 상기 정보 검출수단을 통해 검출되는 정보를 분석하여 엔지의 초기 시동이 온 되면 설정된 일정시간에 냉각수의 온도와 흡기 공기량의 온도가 일정온도 범위에 존재하고, 엔진이 아이들 상태를 유지하고 있으면 검출되는 차량의 상태 정보에 따라 아이들 점화시기를 보정하며, 보정괸 아이들 상태가 일정시간 경과되면 설정된 기중 맵 데이터에 따라 일반 보정의 모드로 진입하고, 설정된 일정시간이 경과하지 않았으면 보정을 연속적으로 유지하도록 제어하는 제어수단과; 엔진의 시동이 검출될시 설정된 시간의 카운터를 진행하는 타이머 수단과; 상기 제어수단에서 공급되는 신호에 따라 점화시기를 조정하는 점화수단을 포함하여 구성한다.

Description

자동차의 배기가스 제어장치 및 방법

본 발명은 자동차의 배기가스 안정화에 관한 것으로, 특히 엔진이 냉각되어 있는 시동 직후에 부하의 변동 여부를 검출하여 점화시기의 보정으로 촉매의 활성화시간을 단축시키도록 한 자동차의 배기가스 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기가스 규제가 미국의 캘리포니아주를 선두로 하여 전세계가 점차 강화되고 있는 상황이며, 특히 미국 캘리포니아주의 LEV, ULEV의 규제는 매우 엄격하게 시행되고 있는 실정이다.

따라서, 상기와 같은 배기가스의 규제를 만족하기 위하여 자동차에서 여러 가지 제어방법의 하나로 배기가스 정화수단인 촉매장치의 촉매량을 상대적으로 많이 적층하여 정화의 효율성을 높이는 방법이 사용되고 있으며, 제어방법으로 시동후 수온과 엔진 부하의 정도에 따라 맵핑(Mapping)된 데이터 값으로 점화시기의 지연 방법을 사용하고 있는데, 점화시기의 지연 방법은 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 이그니션 온으로 엔진의 시동이 유지되고 있는 상태이면 미도시된 제어수단은 엔진의 회전수 정보를 검출하여(스텝1), 현재 엔진이 아이들 RPM을 유지하고 있는지를 판단한다(스텝2).

상기에서 엔진이 아이들 RPM을 유지하고 있는 상태이면 통상적인 제어모드로 진입하여 점화시기의 보정을 실행하고(스텝4), 현재 엔진이 아이들 RPM을 유지하고 있지 않은 상태이면 수온과 부하의 정도를 검출한 다음 설정된 맵 데이터 값에 의거하여 점화시기의 지각 보정을 실행하여 배기가스의 안정화를 유도한다(스텝3).

그러나 전술한 바와 같이 배기가스를 안정화시키는 방법에서 촉매의 적층을 통한 방법은 촉매 물질이 고가를 형성하고 있어 자동차의 제작비용을 상승시키는 문제점으로 작용하며, 시동후 수온과 엔진 부하의 정도에 따라 점화시기의 보정을 통한 방법에서는 엔진 RPM의 변화와 시동후 시간의 경과에 따라 점화시기를 보정할 수 없기 때문에 배기가스의 정화율과 운전성을 고려하여 데이터의 맵핑이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 배기가스 저감 모드의 경우 시동후 일정시간, 대략 22초가 경과한 다음 아이들 모드를 진입하는데, 상기와 같이 아이들 모드로 진입하기 이전의 상황에서는 점화시기의 지각 보정을 실행할 수 없어 배기가스의 정화에 많은 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 엔진이 냉각되어 있는 경우 시동직후에 점화시기의 보정을 통해 촉매의 활성화 시간을 최대로 단축시켜 시동초기에 배기가스의 안정성을 유지하도록 하며, 수온과 흡기온이 일정의 온도 범위를 유지하는 경우 엔진에 미치는 부하의 변동에 따라 점화시기의 보정을 통해 엔진의 활성화를 유지시켜 배기가스의 안정성을 제공하도록 한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차의 배기가스 안정화 장치에 있어서, 엔진의 시동 여부를 검출하는 이그니션 검출부와, 엔진의 회전수 정보를 검출하는 회전수 검출부와, 엔진을 순환하는 냉각수의 온도정보를 검출하는 수온 검출부와. 흡입되는 공기의 온도 정보를 검출하는 흡기온 검출부와, 자동차의 전반적인 상태정보를 검출하는 정보 검출수단과; 상기 정보 검출수단을 통해 검출되는 정보를 분석하여 엔진의 초기 시동이 온 되면 설정된 일정기간에 냉각수의 온도와 흡기 공기량의 온도가 일정온도 범위에 존재하고, 엔진이 아이들 상태를 유지하고 있으면 검출되는 차량의 상태 정보에 따라 아이들 점화시기를 보정하며, 보정된 아이들 상태가 일정시간 경과되면 설정된 기준 맵 데이터에 따라 일반 보정의 모드로 진입하고, 설정된 일정시간이 경과되지 않았으면 보정을 연속적으로 유지하도록 제어하는 수간과 ; 엔진의 시동이 검출될 시 설정된 시간의 카운터를 진행하는 타이머 수단과; 상기 제어수단에서 공급되는 신호에 따라 점화시기를 조정하는 점화수단을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 자동차의 배기가스 제어방법에 있어서, 엔진의 초기 시동이 온 되면 설정된 일정시간에 냉각수의 온도와 흡기 공기량의 온도가 일정온도 범위에 있는지를 판단하는 과정과; 상기 과정에서 일정온도의 범위에 존재라는 것으로 판단되면 엔진이 아이들 상태를 유지하고 있는지를 판단하는 과정과; 상기에서 엔진이 아이들 상태를 유지하고 있으면 검출되는 차량의 상태 정보에 따라 아이들 점화시기를 보정하며, 보정된 아이들 상태가 일정시간 경과하였는지를 판단하는 과정과; 상기 과정에서 일정시간이 경과로 판단되면 설정된 기준 맵 데이터에 따라 일반 보정의 모드로 진입하고, 설정된 일정시간이 경과되지 않았으면 상기 과정의 보정을 연속적으로 유지하느 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배기가스 제어장치 구성을 보이는 블록도이고,

도 2는 본 발명에 따른 자동차에서 배기가스 제어를 실행하기 위한 일 실시예의 흐름도이며,

도 3은 종래의 자동차에 적용되는 배기가스 제어에 대한 흐름도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대하 상세한 설명은 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 배기가스 제어장치는, 차량상태 검출부(10)와, 제어부(20), 타이머(30), 점화장치(40)로 이루어지는데, 차량상태 검출부(10)는 엔진의 시동 여부를 검출하는 이그니션 검출부(11)와, 시동 온을 유지하는 상태에서 엔진의 회전수 정보를 검출하는 회전수 검출부(12)와, 엔진을 순환하는 냉각수의 온도 정보를 검출하는 수온 검출부(13)와, 흡입되는 공기의 온도 정보를 검출하는 흡기온 검출부(14) 및 자동차에 미치는 부하의 변동 여부를 검출하는 부하 검출부(15)로 구성되어 운행되는 자동차의 제반적인 정보를 검출하여 그에 대한 신호를 출력한다.

제어부(20)는 상기 검출되는 정보를 분석한 다음 자동차의 전반적인 상태를 판단한 다음 점화시기 보정 제어를 실행한다.

타이머(30)는 상기 제어부(20)에서 인가되는 신호에 따라 카운터 동작을 개시하여 시간의 경과에 대한 정보를 상기 제어부(20)측에 인가한다.

점화장치(40)는 상기 제어부(20)에서 인가되는 신호에 따라 점화시기의 지각 보정을 실행하여 엔진의 활성화 및 촉매의 활성화를 촉진한다.

전술한 바와 같은 기능을 구비하여 이루어지는 본 발명에서 배기가스 안정화를 위한 동작을 첨부된 도 2와 함께 설명하면 다음과 같다.

엔진이 냉각되어 있는 상태에서 초기 시동이 온되면 차량상태 검출부(10)는 엔진 시동의 유지 여부에 대한 정보와 엔진 회전수에 대한 정보, 엔진을 순환하는 냉각수의 온도 정보, 흡입되는 공기의 온도 정보 및 차량에 미치는 부하의 정보를 검출하여 제어부(20)측에 공급하면(스텝101), 제어부(101)는 공급되는 자동차의 시동 온 정보에 따라 타이머(30)측에 제어신호를 인가하여 엔진의 활성화 유지에 필요한 시간으로 설정된 일정시간의 카운터를 진행시킨다(스텝102).

상기와 같이 타이머(30)의 카운터가 진행되는 상태에서 차량상태 검출부(10)에서 인가되는 냉각수 온도와 흡입 공기의 온도가 최대값(W_MAX,A_MAX)과 최소값(W_MIN,A_MIN)으로 설정한 일정 온도의 범위에 있는지를 판단한다(스텝103).

상기에서 검출되는 냉각수의 온도와 흡입 공기의 온도가 설정된 일정 온도 범위에 있지 않으면 맵핑된 데이터에 따라 일반적인 점화시기 보정의 동작을 실행하고(스텝107), 검출되는 냉각수의 온도와 흡입 공기의 온도가 설정된 일정 범위 내에 있는 것으로 판단되면 제어부(20)는 차량 상태 검출부(10)에서 공급되는 엔진 회전수에 정보가 아이들 RPM을 유지하고 있는 지를 판단한다(스텝104).

상기에서 엔진의 회전수가 아이들 RPM을 유지하고 있는 것으로 판단되면 차량 상태에 대한 정보 즉, 엔진 회전수에 대한 정보와, 부하의 정도 및 점화횟수의 정보를 분석한 다음 분석되는 데이터에 따라 아이들 점화시기를 보정하여 점화장치(40)를 통해 엔진의 상태를 유지한다(스텝105).

상기와 같이 아이들 상태의 점화시기 보정을 통하여 엔진의 활성화가 촉진되며 따라서 촉매의 활성화 시간이 단축되어 정화의 효율성이 향상된다.

상기와 같이 점화시기가 보정되어 진행되는 아이들 상태가 설정된 일정시간을 경과하였는지를 판단하며(스텝106), 설정된 일정시간이 경과되지 않은 것으로 판단되면 상기 스텝105를 실행하여 아이들 점화시기의 보정을 연속적으로 유지하고, 설정된 일정시간이 경과한 것으로 판단되면 설정된 맵 데이터에 따라 일반적인 점화시기 보정 모드로 진행하여 엔진의 상태를 유지한다(스텝107).

상기 스텝104에서 검출되는 엔진의 회전수가 아이들 상태를 유지하고 있지 않은 것으로 판단되면 제어부(20)는 자동차에 미치는 부하의 정도가 전 부하의 상태인지를 판단한다(스텝108).

상기에서 판단되는 부하의 정도가 전 부하의 상태로 판단되면 가속성 등의 운전성을 고려하여야 하므로 설정된 맵 데이터에 점화시기를 보정하는 일반모드로 진입하고, 부분 부하의 상태로 판단되면 검출되는 엔진의 RPM과 부하의 정도 및 점화횟수의 정보에 따라 점화시기의 보정을 설정한 다음 점화장치(40)의 제어를 통하여 엔진의 상태를 안정되게 유지하여 준다(스텝109).

상기와 같이 부하의 상태에서 점화시기의 보정이 진행되는 상태에서 설정된 일정시간이 경과하였는지를 판단한 다음 설정된 일정시간이 경과되지 않은 것으로 판단되면 상기 스텝109를 실행하여 부하시 점화시기 보정을 연속적으로 유지하고, 설정된 일정시간의 경과로 판단되는 경우 설정된 맵 데이터에 따라 점화시기를 보정하는 일반 모드로 진입한다.

상기에서 아이들 상태의 여부와 부하의 정도에 따라 점화시기의 보정이 진행되면 엔진의 RPM이 상승되어 엔진의 활성화 시간을 단축시킴과 동시에 촉매의 활성화시간을 단축시켜 시동 초기의 배기가스를 안정화시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명은 엔진이 냉각된 상태의 시동 초기에 냉각수온과 흡기온 및 부하의 발생여부 등의 엔진 상태를 검출하여 점화시기를 보정하여 주므로 엔진의 활성화시간이 단축되며, 엔진의 활성화시간 단축으로 촉매의 활성화시간도 단축되어 시동 초기의 배기가스에 안정성을 제공하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 자동차의 배기가스 안정화장치에 있어서,

   엔진의 시동여부를 검출하는 이그너션 검출부과, 엔진의 회전수 정보를 검출하는 회전수 검출부와, 엔진을 순환하는 냉각수의 온도 정보를 검출하는 수온 검출부와, 흡입되는 공기의 온도 정보를 검출하는 흡기온 검출부와, 자동차에 미치는 부하의 변동 여부를 검출하는 부하 검출부로 이루어지며, 상기 자동차의 전반적인 상태정보를 검출하는 정보검출수단과;

   상기 정보 검출수단을 통해 검출되는 정보를 분석하여 엔진의 초기 시동이 온되면 설정된 일정시간에 냉각수의 온도와 흡기 공기량의 온도가 일정온도 범위에 존재하고, 엔진이 아이들 상태를 유지하고 있으면 검출되는 차량의 상태 정보에 따라 아이들 점화시기를 보정하며, 보정된 아이들 생태가 일정시간 경과되면 설정된 기준 맵 데이터에 따라 일반 보정의 모드로 진입하고, 설정된 일정시간이 경과되지 않았으면 보정을 연속적으로 유지하도록 제어하는 제어수단과;

   엔진의 시동이 검출될시 설정된 시간의 카운터를 진행하는 타이머수단과;

   상기 제어수단에서 공급되는 신호에 따라 점화시기를 조정하는 점화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 제어장치.
2. 자동차의 배기가스 제어방법에 있어서,

   엔진의 초기 시동이 온되면 설정된 일정시간에 냉각수의 온도와 흡기 공기량의 온도가 일정온도 범위에 있는지를 판단하는 과정과;

   상기 과정에서 일정온도의 범위에 존재하는 것으로 판단되면 엔진이 아이들 상태를 유지하고 있는지를 판단하는 과정과;

   상기에서 엔진이 아이들 상태를 유지하고 있으면 검출되는 차량의 상태 정보에 따라 아이들 점화시기를 보정하며, 보정된 아이들 상태가 일정시간 경과하였는지를 판단하는 과정과;

   상기 과정에서 일정시간의 경과로 판단되면 설정된 기중 맵 데이터에 따라 일반 보정의 모드로 진입하고, 설정된 일정시간이 경과되지 않았으면 상기 과정의 보정을 연속적으로 유지하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 제어방법
3. 제 2항에 있어서, 상기 과정에서 초기 시동후 일정시간의 이내의 냉각수 온도와 흡입 공기의 온도가 설정된 온도 범위에 포함되지 않을 경우 엔진의 활성과가 진행된 것으로 판단하여 설정된 기준 맵 데이터에 따라 일반 보정의 모드로 진입하는 과정을 더 부가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 제어방법.
4. 청구항 2항에 있어서, 상기 과정에서 냉각수의 온도와 흡입 공기량의 온도가 일정 온도의 범위에 있으나 엔진이 아이들 상태를 유지하고 있지 않으면 자동차에 미치는 부하의 정도가 전 부하의 상태인지를 판단하는 과정과;

   상기 과정에서 부분 부하의 상태로 판단되면 검출되는 차량의 상태 정보에 따라 부하시 점화시기 보정을 실행하여 엔진을 유지시킨 다음 설정된 일정시간이 경과하였는지를 판단하는 과정과;

   상기 판단에서 일정시간이 경과하지 않았으면 보정된 점화시기로 엔진을 유지시키고, 설정된 일정시간이 경과하였으면 기준 맵 데이터에 따라 일반 보정의 모드로 진입하는 과정을 더 부가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 제어방법.
5. 청구항 4항에 있어서, 검출되는 부하의 정보가 전 부하의 상태이면 운전성을 고려하여 점화시기의 보정을 실행하지 않는 과정을 더 부가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 제어방법.
6. 청구항 2 항또는 청구항 4항에 있어서, 점화시기 보정은 엔진 회전수와 부하 변동 및 점화횟수의 정보 등을 종합 분석하여 실행하는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 제어방법.
7. 청구항 2항 또는 청구항 4항에 있어서, 상기 점화시기 보정은 지각 제어를 실행하여 엔진의 활성화 시간을 단축시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 제어방법.

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