KR100802706B1 - 유해 가스 배출 관리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진으로 연료가 정상적으로 공급되고 있는지를 고려함과 아울러 엔진으로 주입되는 연료가 저기화성 및 고기화성 상태인 경우를 고려한 유해 가스 배출 관리 방법에 관한 것이다.
유해 가스, 촉매, 저기화성 연료, 고기화성 연료

Description

유해 가스 배출 관리 방법{Managing method of exhaust for noxious gas}
도 1은 종래의 유해 가스 배출 관리 방법을 나타내는 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유해 가스 배출 관리 방법을 나타내는 순서도.
본 발명은 유해 가스 배출 관리 방법에 관한 것으로, 특히 엔진으로 연료가 정상적으로 공급되고 있는지를 고려함과 아울러 엔진으로 주입되는 연료가 저기화성 및 고기화성 상태인 경우를 고려한 유해 가스 배출 관리 방법에 관한 것이다.
자동차 배기가스 중 공해 방지를 위하여 감소시켜야하는 유해 가스로는 CO, HC 및 NOx 등이 있다. 이들 유해 가스들은 차량의 시동시와 시동 직후부터 일정시간까지 전체 배출량의 약 80 ~ 90%가 배출된다. 따라서, 유해 가스 배출 관리 시스템은 시동시와 시동 직후부터 일정시간까지 배출되는 유해 가스들의 배출 임계치를 설정하고, 시동시와 시동 직후부터 일정시간까지 이 임계치를 넘는 유해 가스들 이 배출되는지를 감시하며, 이 임계치를 넘는 유해 가스들이 배출되면 MIL(Malfunction Illumination Lamp)이 작동하도록 하여 유해 가스들의 배출을 억제하고 있다.
이러한 종래의 유해 가스 배출 관리 시스템은 시동시와 시동 직후부터 일정시간까지 자동차 배기가스의 온도를 올리는 촉매 히팅(Catalyst Heating) 구간을 가진다. 촉매 히팅 구간은 유해 가스들을 분해하는 촉매의 활성화 온도까지 자동차의 배기가스의 온도를 올리는 구간이다. 종래의 유해 가스 배출 관리 시스템은 촉매 히팅 구간에 엔진 RPM을 상승시키거나, 점화 시기를 지각시키거나, ISA(Idle Speed Actuator) 또는 전자 TPS(Thermal Protection System) 개도 상승을 유지하여 자동차의 배기가스의 온도를 촉매의 활성화 온도까지 상승시킨다. 그리고, 종래의 유해 가스 배출 관리 시스템은 촉매 히팅 구간에서 자동차 배기가스의 온도가 목표 온도까지 상승되었는가를 엔진으로 주입되는 공기량을 통하여 측정한다. 엔진으로 주입되는 공기량은 엔진 RPM과 비례한다. 따라서, 종래의 유해 가스 배출 관리 시스템은 엔진으로 주입되는 공기량이 유해 가스 배출 관리 시스템에서 목표한 공기량이면 엔진 RPM이 목표 RPM이라고 판단하고, 엔진 RPM이 목표 RPM이면 자동차의 배기가스의 온도가 목표 온도라고 판단한다. 그리고, 종래의 유해 가스 배출 관리 시스템은 엔진으로 주입되는 공기량이 유해 가스 배출 관리 시스템에서 목표한 공기량이 아니면 엔진 RPM이 목표 RPM이 아니라고 판단하고, 엔진 RPM이 목표 RPM이 아니라면 자동차의 배기가스의 온도가 목표 온도가 아니라고 판단한다.
도 1은 종래의 유해 가스 배출 관리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 유해 가스 배출 관리 방법은 촉매 히팅 구간인가를 판단한다(S10). 유해 가스 배출 관리 방법은 소크(Sock) 시간이 6시간 이상이며, 냉각 수온의 온도가 5 ~ 40℃이면 촉매 히팅 구간으로 판단한다. 판단 결과, 촉매 히팅 구간이면 종래의 유해 가스 배출 관리 방법은 냉각 수온 및 목표 RPM을 이용하여 ECU(Engine Control Unit)에서 목표 공기량(MAF_SP)을 계산한다(S12). 그리고, 종래의 유해 가스 배출 관리 방법은 엔진으로 주입되는 공기량(MAF_MES)을 측정한다(S14). 이어서, 종래의 유해 가스 배출 관리 방법은 ECU에서 계산한 목표 공기량(MAF_SP)과 엔진으로 주입되는 공기량(MAF_MES)의 차의 절대값(MAF_DIF)을 연산하고(S16), 이 절대값(MAF_DIF)을 적산하여 적산 절대값(MAF_DIF_INT)을 연산한다(S18). 그런 다음, 종래의 유해 가스 배출 관리 방법은 적산 절대값(MAF_DIF_INT)이 임계치를 초과하는가를 판단하며(S20), 판단 결과, 적산 절대값 (MAF_DIF_INT)이 임계치를 넘으면 종래의 유해 가스 배출 관리 방법은 MIL을 작동시키며(S22), 판단 결과, 적산 절대값(MAF_DIF_INT)이 임계치를 넘지 않으면 MIL을 작동시키지 않는다(S24).
종래의 유해 가스 배출 관리 시스템은 상기와 같은 방법으로 유해 가스의 배출을 감시 및 억제할 수 있다.
한편, 종래의 유해 가스 배출 관리 시스템은 엔진으로 연료가 정상적으로 공급됨과 아울러 엔진으로 주입되는 연료의 상태를 정상 상태라고 가정하고 상기와 같은 방법으로 유해 가스의 배출을 감시 및 억제한다. 하지만, 엔진으로 주입되는 연료에는 정상 상태 외에도 저기화성이거나, 고기화성일 수 있으며, 또한 엔진으로 연료가 공급되지 않을 수도 있다. 그러나, 종래의 유해 가스 배출 관리 시스템은 연료가 저기화성인 경우인지, 고기화성인 경우를 고려하지 않으며, 연료가 엔진으로 항상 정상적으로 공급됨과 아울러 공급되는 연료의 상태가 정상 상태라고 가정하고 유해 가스의 배출을 감시 및 억제한다. 따라서, 종래의 유해 가스 배출 관리 시스템은 엔진으로 연료가 공급되지 않는 경우 또는 엔진으로 주입되는 연료의 상태가 저기화성인 경우, 또는 고기화성인 경우에는 오작동이 일어날 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 엔진으로 연료가 정상적으로 공급되고 있는지를 고려함과 아울러 엔진으로 주입되는 연료가 저기화성 및 고기화성 상태인 경우를 고려한 유해 가스 배출 관리 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 유해 가스 배출 관리 방법은 촉매 히팅 구간인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단 결과 촉매 히팅 구간이 아니면 차량의 시동이 온되었을 때의 n 번째 엔진 RPM과 n - 1 번째 엔진 RPM의 차를 계산하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 계산 결과 엔진 RPM의 차가 50 RPM 미만이면 저기화성 연료라고 판단하는 제3 단계와; 상기 제1 단계의 판단 결과 촉매 히팅 구간이면 아이들 안정성을 측정하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 측정 결과 상기 아이들 안정성이 -20% 미만이면 고기화성 연료라고 판단하는 제5 단계와; 상기 제4 단계의 측정 결과 상기 아이들 안정성이 -20%을 초과하면 연료 공급 안정성을 측정하는 제6 단계와; 상기 제4 단계의 측정 결과 상기 아이들 안정성과 상기 제6 단계의 측정 결과 연료 공급 안정성이 모두 20% 초과하면 저기화성 연료라고 판단하는 제7 단계와; 상기 제6 단계의 측정 결과 상기 아이들 안정성과 상기 제6 단계의 측정 결과 연료 공급 안정성이 모두 20% 초과하지 않으면 MIL의 동작 여부를 판단하는 제8 단계를 포함한다.
상기 유해 가스 배출 관리 방법은 차량의 시동 온(On) 여부를 판단하는 제9 단계와; 상기 차량이 온되면 n - 1 번째 엔진 RPM을 측정하는 제10 단계와; 상기 차량의 이그니션 카운트가 k를 초과하지 않는 경우의 n 번째 엔진 RPM을 측정하는 제11 단계와; 상기 제10 단계에서 측정한 상기 n - 1 번째 엔진 RPM과 측정한 상기 n 번째 엔진 RPM의 차를 계산하는 제12 단계와; 상기 제12 단계의 계산 결과 엔진 RPM의 차가 0 RPM 미만이면 연료 주입 시스템에 문제가 발생한 것으로 판단하는 제13 단계와; 상기 차량의 이그니션 카운트가 k를 초과하는 경우의 n 번째 엔진 RPM을 측정하는 제 14 단계를 더 포함한다.
상기 MIL의 동작 여부를 판단하는 제8 단계는, 엔진으로 주입할 목표 공기량을 계산하는 단계와; 상기 엔진으로 주입되는 실제 공기량을 측정하는 단계와; 상기 목표 공기량과 상기 실제 공기량의 차의 절대값을 연산하는 단계와; 상기 절대값을 적산하여 적산 절대값을 연산하는 단계와; 상기 연산된 적산 절대값이 적산 절대값의 임계치를 초과하는지를 판단하는 단계와; 상기 연산된 적산 절대값이 상기 적산 절대값의 임계치를 초과하는 경우 MIL을 작동시키는 단계를 포함한다.
상기 MIL의 동작 여부를 판단하는 제8 단계는, 상기 연산된 적산 절대값이 상기 적산 절대값의 임계치를 초과하는 경우 MIL을 작동시키지 않는 단계를 더 포함한다.
상기 유해 가스 배출 관리 방법은 상기 제12 단계의 계산 결과 엔진 RPM의 차가 0 RPM을 초과하면 상기 제10 단계로 리턴하는 단계를 더 포함한다.
상기 유해 가스 배출 관리 방법은 상기 제2 단계의 계산 결과 엔진 RPM의 차가 50 RPM을 초과하면 상기 제1 단계로 리턴하는 단계를 더 포함한다.
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이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유해 가스 배출 관리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유해 가스 배출 관리 방법은 차량에 시동이 온(On)되었는지를 판단하며(S110), 판단 결과, 차량의 시동이 온되었다면, n - 1 번째 엔진 RPM을 측정한다(S120). 이어서, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 차량의 이그니션(Ignition) 카운트가 k를 초과하는지를 판단하며(S130), 차량의 이그니션 카운트가 k를 초과하지 않는 경우의 n 번째 엔진 RPM을 측정한다(S140). 그런 다음, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 n 번째 엔진 RPM에서 n - 1 번째 엔진 RPM을 차감하여 제1 엔진 RPM의 변화량(N_DIF_1)를 계산하며(S150), 계산된 제1 엔진 RPM의 변화량(N_DIF_1)이 0 RPM 미만인지를 판단한 다(S160). 판단 결과, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 제1 엔진 RPM의 변화량(N_DIF_1)이 0 RPM 미만이면 연료 주입 시스템에 문제가 발생한 것으로 판단한다(S170). 그리고, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 상기 S160 단계의 판단 결과, 제1 엔진 RPM의 변화량(N_DIF_1)이 0 RPM을 초과하면 상기 S120 단계로 리턴한다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 유해 가스 배출 관리 방법은 상기 S130 단계에서 차량의 이그니션 카운트가 k를 초과하면, 차량의 이그니션 카운트가 k를 초과하는 경우의 n 번째 엔진 RPM을 측정한(S240) 후, 촉매 히팅 구간인가를 판단한다(S250). 유해 가스 배출 관리 방법은 소크(Sock) 시간이 6시간 이상이며, 냉각 수온의 온도가 5 ~ 40℃이면 촉매 히팅 구간으로 판단한다. 판단 결과, 촉매 히팅 구간이 아니면, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 n 번째 엔진 RPM에서 n - 1 번째 엔진 RPM을 차감하여 제2 엔진 RPM의 변화량(N_DIF_2)를 계산하고(S260), 계산된 제2 엔진 RPM의 변화량(N_DIF_2)이 50 RPM 미만인지를 판단한다. (S270) 그리고, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 상기 S270 단계의 판단 결과, 제2 엔진 RPM의 변화량(N_DIF_2)이 50 RPM 미만이면 연료 상태가 저기화성 상태라고 판단한다(S280). 즉, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 폭발 행정이 느린 저기화성 연료가 엔진에 공급된 것이라고 판단한다. 그리고, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 상기 S270 단계의 판단 결과, 제1 엔진 RPM의 변화량(N_DIF_1)이 50 RPM을 초과하면 상기 S250 단계로 리턴한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유해 가스 배출 관리 방법은 상기 S250 단 계의 판단 결과, 촉매 히팅 구간이면 아이들 콘트롤러(Idle Controller)를 통하여 아이들 안정성(IC)을 측정한다(S340). 그런 다음, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 측정된 아이들 안정성(IC)이 -20% 미만인가를 판단하고(S350), 판단 결과, 측정된 아이들 안전성(IC)이 -20% 미만이면 연료의 상태가 고기화성 상태라고 판단한다(S355). 고기화성 연료는 시동 피크(Peak)가 크고 시동 직후의 RPM이 높기 때문에 시동 직후의 아이들 안정성(IC)이 -20% 미만이다. 그리고, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 상기 S340 단계에서 측정된 아이들 안정성(IC)이 -20% 미만이 아니면 연료 공급 콘트롤러를 통하여 연료 공급 안정성(FC)을 측정하며(S360), 상기 S340 단계에서 측정한 아이들 안정성(IC)과 연료 공급 안정성(FC)이 모두 20%를 초과하는가를 판단한다(S370). 판단 결과, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 측정한 아이들 안정성(IC)과 연료 공급 안정성(FC)이 모두 20%를 초과하면, 연료의 상태가 저기화성 상태라고 판단한다(S380). 저기화성 연료는 시동 피크(Peak)가 작고 시동 직후의 RPM이 낮은 등 아이들 안정성(IC)이 20% 이상이며, 폭발 행정이 느리므로 연료 공급 안정성(FC) 또한 20% 이상이다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 유해 가스 배출 관리 방법은 상기 S370 단계의 판단 결과, 측정한 아이들 안정성(IC)과 연료 공급 안정성(FC)이 모두 20%를 초과하지 않으면, 냉각 수온 및 목표 RPM을 이용하여 ECU에서 목표 공기량(MAF_SP)을 계산한다(S410). 그리고, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 엔진으로 주입되는 공기량(MAF_MES)을 측정한다(S420). 이어서, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 ECU에서 계산한 목표 공기량(MAF_SP)과 엔진으로 주입되는 공 기량(MAF_MES)의 차의 절대값(MAF_DIF)을 연산하고(S430), 이 절대값(MAF_DIF)을 적산하여 적산 절대값(MAF_DIF_INT)을 연산한다(S440). 그런 다음, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 적산 절대값(MAF_DIF_INT)이 임계치를 넘는가를 판단하며(S450), 판단 결과, 적산 절대값 (MAF_DIF_INT)이 임계치를 넘으면 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 MIL을 작동시키며(S460), 판단 결과, 적산 절대값(MAF_DIF_INT)이 임계치를 넘지 않으면 MIL을 작동시키지 않는다(S470).
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유해 가스 배출 관리 방법은 촉매 히팅 구간을 판단하는 상기 S250 단계 전에 상술한 바와 같은 S120 단계 내지 S170 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 연료 주입 시스템에 발생한 문제로 인한 유해 가스 배출 관리 시스템의 오작동을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 촉매 히팅 구간을 판단하는 상기 S250 단계 후에 상술한 바와 같은 S260 단계 내지 S280 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 폭발 행정이 느린 저기화성 연료가 엔진에 공급되어 느린 엔진의 폭발 행정에 의해 발생하는 유해 가스 배출 관리 시스템의 오작동을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 촉매 히팅 구간을 판단하는 상기 S250 단계 후에 상술한 바와 같은 S340 단계 내지 S355 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 시동 피크가 크고 시동 직후의 RPM이 높은 등 아이들 안정성(IC)이 -20% 미만인 고기화성 연료가 엔진에 공급되어 발생하는 유해 가스 배출 관리 시스템의 오작동을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 촉매 히팅 구간을 판단하는 S250 단계 후에 상술한 바와 같은 S340 단계 내지 S380 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명의 유해 가스 배출 관리 방법은 아이들 안정성(IC)이 20% 이상이며, 연료 공급 안정성(FC) 또한 20% 이상인 저기화성 연료가 엔진에 공급되어 발생하는 유해 가스 배출 관리 시스템의 오작동을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유해 가스 배출 관리 방법은 엔진으로 연료가 정상적으로 공급되고 있는지를 고려함과 아울러 엔진으로 주입되는 연료가 저기화성 및 고기화성 상태인 경우를 고려함으로써 엔진으로 연료가 정상적으로 공급되지 않아 발생하는 유해 가스 배출 관리 시스템의 오작동과, 저기화성 및 고기화성 연료가 엔진으로 공급되어 발생하는 유해 가스 배출 관리 시스템의 오작동을 방지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 촉매 히팅 구간인가를 판단하는 제1 단계와;
    상기 제1 단계의 판단 결과 촉매 히팅 구간이 아니면 차량의 시동이 온되었을 때의 n 번째 엔진 RPM과 n - 1 번째 엔진 RPM의 차를 계산하는 제2 단계와;
    상기 제2 단계의 계산 결과 엔진 RPM의 차가 50 RPM 미만이면 저기화성 연료라고 판단하는 제3 단계와;
    상기 제1 단계의 판단 결과 촉매 히팅 구간이면 아이들 안정성을 측정하는 제4 단계와;
    상기 제4 단계의 측정 결과 상기 아이들 안정성이 -20% 미만이면 고기화성 연료라고 판단하는 제5 단계와;
    상기 제4 단계의 측정 결과 상기 아이들 안정성이 -20%을 초과하면 연료 공급 안정성을 측정하는 제6 단계와;
    상기 제4 단계의 측정 결과 상기 아이들 안정성과 상기 제6 단계의 측정 결과 연료 공급 안정성이 모두 20% 초과하면 저기화성 연료라고 판단하는 제7 단계와;
    상기 제6 단계의 측정 결과 상기 아이들 안정성과 상기 제6 단계의 측정 결과 연료 공급 안정성이 모두 20% 초과하지 않으면 MIL의 동작 여부를 판단하는 제8 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해 가스 배출 관리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    차량의 시동 온(On) 여부를 판단하는 제9 단계와;
    상기 차량이 온되면 n - 1 번째 엔진 RPM을 측정하는 제10 단계와;
    상기 차량의 이그니션 카운트가 k를 초과하지 않는 경우의 n 번째 엔진 RPM을 측정하는 제11 단계와;
    상기 제10 단계에서 측정한 상기 n - 1 번째 엔진 RPM과 측정한 상기 n 번째 엔진 RPM의 차를 계산하는 제12 단계와;
    상기 제12 단계의 계산 결과 엔진 RPM의 차가 0 RPM 미만이면 연료 주입 시스템에 문제가 발생한 것으로 판단하는 제13 단계와;
    상기 차량의 이그니션 카운트가 k를 초과하는 경우의 n 번째 엔진 RPM을 측정하는 제 14 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해 가스 배출 관리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 MIL의 동작 여부를 판단하는 제8 단계는,
    엔진으로 주입할 목표 공기량을 계산하는 단계와;
    상기 엔진으로 주입되는 실제 공기량을 측정하는 단계와;
    상기 목표 공기량과 상기 실제 공기량의 차의 절대값을 연산하는 단계와;
    상기 절대값을 적산하여 적산 절대값을 연산하는 단계와;
    상기 연산된 적산 절대값이 적산 절대값의 임계치를 초과하는지를 판단하는 단계와;
    상기 연산된 적산 절대값이 상기 적산 절대값의 임계치를 초과하는 경우 MIL을 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해 가스 배출 관리 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 MIL의 동작 여부를 판단하는 제8 단계는,
    상기 연산된 적산 절대값이 상기 적산 절대값의 임계치를 초과하는 경우 MIL을 작동시키지 않는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해 가스 배출 관리 방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제12 단계의 계산 결과 엔진 RPM의 차가 0 RPM을 초과하면 상기 제10 단계로 리턴하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해 가스 배출 관리 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 단계의 계산 결과 엔진 RPM의 차가 50 RPM을 초과하면 상기 제1 단계로 리턴하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해 가스 배출 관리 방법.
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