KR100862157B1

KR100862157B1 - 자동차의 촉매 산소 퍼지 방법

Info

Publication number: KR100862157B1
Application number: KR1020070077192A
Authority: KR
Inventors: 박정호
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-10-09

Abstract

리어 신소 센서가 없는 자동차에서 촉매에 누적되는 잉여 산소량을 퍼지할 수 있도록 한 자동차의 촉매 산소 퍼지 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, a) 연료 분사 정지 시점부터 연료 분사 시작 시점까지의 시간(s) 동안의 수신되는 초당 공기 유량(F/sec)과 이전 공기 유량 누적량(F(n-1)을 근거하여 현재 공기 유량의 누적량(F(n))을 연산하는 단계; b) 현재 공기 유량의 누적량(F(n))과 이전 촉매 장치 내의 산소 농도(O2 catalyst(n-1))를 기초로 상기 촉매 장치 내의 현재 산소 농도를 연산한 후 현재 산소 농도로부터 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n))을 산출하는 단계; c) 상기 산출된 현재 산소 농도 잉여량을 퍼지한 후 리치한 공연비로 엔진 제어되며 퍼지로 감소하는 현재 산소 농도 잉여량을 연산하는 단계; 및 d) 퍼지로 감소하는 현재 산소 농도 잉여량이 0인 지를 판단하고 판단 결과 현재 산소 농도 잉여량이 0이 아닌 경우 현재 산소 농도 잉여량을 계속 퍼지하는 단계를 포함한다.

씨엔지(CNG), 연료 탱크, 가솔린 연료, 공회전, 아이들 스피드 엑츄에이터

Description

자동차의 촉매 산소 퍼지 방법{METHOD FOR FURGING O2 IN CATALYZER OF CAR}

본 발명은 자동차의 촉매 산소 퍼지 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리어 신소 센서가 없는 자동차에서 촉매에 누적되는 잉여 산소량을 퍼지할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

일반적인 차량에서는 배기 가스의 안정화와 불필요한 연료의 손실을 억제하기 위하여 공연비 제어를 수행하고 있는데, 공연비의 제어는 배기가스를 정화하는 촉매장치의 상류측에 설치되는 산소 센서의 신호를 이용하고 있다.

배기가스에 포함된 유해 물질인 NOx, HC, CO 등을 정화하는 촉매장치의 정화 효율을 향상시키기 위해서는 보다 정밀한 공연비의 제어가 필요한 바, 이를 위해서는 산소센서의 특성에 따라 적절한 연료의 보상 제어가 수반되어야 한다.

통상적인 차량의 공연비 제어장치는 첨부된 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 연소 가스에 포함되어 있는 NOx, HC, CO 등의 유해 물질을 대기로 배출시키기 전에 정화시키는 촉매장치(10)와, 상기 촉매장치(10)의 상류측에 설치되. , 연소 가스

에 포함되어 있는 산소 농도를 검출하는 프론트 산소센서(20)와, 상기 촉매장치(10)의 하류측에 설치되며, 정화된 다음 대기중 으로 배출되는 배기가스에 포함되어 있는 산소 농도를 검출하는 리어 산소센서(30)와, 상기 프론트 및 리어 산소 센서(20)(30)의 신호를 분석하여 현재의 연료량에 대한 린(Lean) 혹은 리치(Rich) 여부를 판정한 후 그에 따라 공연비 제어를 수행하는 제어부(40)로 구성된다.

이때, 상기 촉매장치(10)의 상류(Front)측에 설치되는 프론트 산소센서(20)에서 출력되는 신호의 파형은 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 이론 공연비 판단의 기준선을 중심으로 사인파(Sine Wave)의 형태로 검출되고, 하류측(Rear)측에 설치되는 리어 산소센서(30)에서 출력되는 신호의 파형은 촉매장치(10)를 통과한 연소가스에 포함되어 있는 산소의 량을 검출함에 따라 일정한 전압값을 출력한다.

그러나, 연료 차단으로 인하여 누적 흡입 공기량이 증가됨에 따라 촉매 장치(10) 내에 산소량이 과충전되어지나, 연료의 재분사 시에 이를 고려하지 않은 연료량 보정으로 연소실에 과잉 연료량이 공급됨에 따라 일정기간 동안 배기가스에 악영향을 미치게 된다.

이때 리어 산소 센서(30)를 통해 촉매 장치(30) 후단의 산소 농도를 측정하고 측정된 산소 농도가 정상치에 도달될 때 까지 공연비를 리치하게 제어하여 촉매 장치(10) 내의 산소를 퍼지하는 방법이 있으나, 이 경우 리어 산소 센서(20)의 단가가 비싸므로 자동차의 제조 원가가 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 연료 분사 정지 후 공기 유량의 누적량을 연산하고 연산된 공기 유량의 누적량을 근거하여 촉매 장치에 축적되는 잉여 산소량을 연산하고 연산된 촉매 장치 내의 잉여 산소량이 0이 될때 까지 퍼지 실행함으로써, 별도의 리어 산소 센서 없이 촉매 장치 내의 잉여 산소를 퍼지하여 자동차의 제조 단가를 절감할 수 있는 자동차의 촉매 퍼지 시간 제어 방법을 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 자동차의 촉매 산소 퍼지 방법은,

a) 연료 분사 정지 시점부터 연료 분사 시작 시점까지의 시간(s) 동안의 수신되는 초당 공기 유량(F/sec)과 이전 공기 유량 누적량(F(n-1)을 근거하여 현재 공기 유량의 누적량(F(n))을 연산하는 단계;

b) 현재 공기 유량의 누적량(F(n))과 이전 촉매 장치 내의 산소 농도(O2 catalyst(n-1))를 기초로 상기 촉매 장치 내의 현재 산소 농도를 연산한 후 현재 산소 농도로부터 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n))을 산출하는 단계;

c) 상기 산출된 현재 산소 농도 잉여량을 퍼지한 후 리치한 공연비로 엔진 제어되며 퍼지로 감소하는 현재 산소 농도 잉여량을 연산하는 단계; 및

d) 퍼지로 감소하는 현재 산소 농도 잉여량이 0인 지를 판단하고 판단 결과 현재 산소 농도 잉여량이 0이 아닌 경우 현재 산소 농도 잉여량을 계속 퍼지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 a) 단계는,

a-1) 연료 분사 정지 시점부터 카운팅을 증가하는 단계;

a-2) 초당 공기 유량(F/sec) 및 연료 분사 신호를 수신하는 단계;

a-3) 수신된 연료 분사 신호를 근거하여 연료 분사가 시작되었는 지를 판단하는 단계; 및

a-4) 상기 a-3) 단계의 판단 결과 연료 분사 시작되었다고 판단되면, 상기 카운팅값(s)과 초당 공기 유량(F/sec)의 곱을 통해 연료 분사 정지 후 연료 분사 시작 시점까지의 시간(s) 동안 수신된 공기 유량(F)을 연산하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 a)단계의 공기 유량 누적량(F(n))은,

연료 분사 정지 시점부터 연료 분사 시작 시점까지의 시간(s)과 초당 공기 유량(F/sec)의 곱으로 현재 공기 유량(F)을 연산하고 연산값과 이전 공기 유량 누적량(F(n-1))의 합으로 산출되는 것을 특징으로 하고,

상기 b) 단계의 촉매 장치 내의 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n))은,

상기 공기 유량 누적값(F(n))으로부터 산소 농도(O2 catalyst)를 연산하고, 상기 연산된 산소 농도(O2 catalyst)와 이전 산소 농도(O2 catalyst(n-1))의 합으로 산출되는 것을 특징으로 한다.

상기 d) 단계의 퍼지로 감소되는 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n+1))은,

현재 공기 유량(F)로부터 산소 농도(O2)를 연산하고, 연산된 산소 농도(O2)와 이전 산소 농도(O2 catalyst(n-1))의 차로 연산되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 b) 단계는,

연료 분사 시작 후 연산된 현재 산소 농도(O2 catalyst(n))을 갱신하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 연료 분사 정지 후 공기 유량의 누적량을 연산하고 연산된 공기 유량의 누적량을 근거하여 촉매 장치에 축적되는 잉여 산소량을 연산하고 연산된 촉매 장치 내의 잉여 산소량이 0이 될때 까지 퍼지 실행함으로써, 별도의 리어 산소 센서 없이 촉매 장치 내의 잉여 산소를 퍼지하여 자동차의 제조 단가를 절감할 수 있는 효과를 얻는다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 촉매 장치 내의 산소 농도 잉여량을 퍼지하는 과정을상세하게 보인 도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 엔진 제어 유닛(미도시됨)은 연료 분사 정지 시점부터 카운팅을 증가하고(101), 초당 공기 유량(F/sec)을 수신하며(103), 연료 분사 신호를 수신 후(105) 수신된 연료 분사 신호를 근거하여 연료 분사가 시작되었는 지를 판단한다(107).

여기서, 상기 단계(107)의 판단 결과 연료 분사 시작되었다고 판단되면, 진 제어 유닛은 카운터를 정지한 후(108) 상기 카운팅값(s)과 초당 공기 유량(F/sec) 의 곱을 통해 연료 분사 정지 후 연료 분사 시작 시점까지의 시간(s) 동안 수신된 공기 유량(F)을 연산한 후 이전 공기 유량 누적량(F(n-1))과 공기 유량(F)의 합으로 현재 공기 유량 누적량(F(n))을 연산한다(109).

이어 엔진 제어 유닛은 현재 공기 유량의 누적량(F(n))으로부터 산소 농도(O2 catalyst)를 연산하고(110), 연산된 산소 농도(O2 catalyst)와 촉매 장치 내의 이전 산소 농도(O2 catalyst(n-1))의 합으로부터 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n))을 연산한다(111). 상기 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n))은 연료 분사 정지 시에는 고정된 값이고 연료 분사 후 갱신된다.

이 후 엔진 제어 유닛은 상기 산출된 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n))을 퍼지한 후(113) 리치한 공연비로 엔진 제어되며(115) 퍼지로 감소하는 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n+1))을 연산한다. 여기서, 상기 퍼지로 감소되는 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n+1))은, 현재 공기 유량(F)로부터 산소 농도(O2)를 연산하고 연산된 산소 농도(O2)와 이전 산소 농도(O2 catalyst(n-1))의 차로 연산된다(117).

상기 엔진 제어 유닛은 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n+1))이 0인 지를 판단하고(119) 판단 결과 0이 아닌 경우 상기 단계(113)로 진행하고, 0인 경우 본 프로그램을 종료한다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 차량에서 공연비 제어를 위한 촉매장치 및 산소 센서의 장착 구조를 도시한 개략적인 구성도이다.

도 2는 일반적인 차량에서 공연비 제어를 위한 촉매장치의 상류측 산소 센서 및 하류측 산소 센서의 리치/린 판정에 대한 시그널 파형도이다.

도 3은 본 발명에 따른 촉매 내의 산소 농도 잉여량 퍼지 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims

a) 연료 분사 정지 시점부터 연료 분사 시작 시점까지의 시간(s) 동안의 수신되는 초당 공기 유량(F/sec)과 이전 공기 유량 누적량(F(n-1)을 근거하여 현재 공기 유량의 누적량(F(n))을 연산하는 단계;

b) 현재 공기 유량의 누적량(F(n))과 이전 촉매 장치 내의 산소 농도(O2 catalyst(n-1))를 기초로 상기 촉매 장치 내의 현재 산소 농도를 연산한 후 현재 산소 농도로부터 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n))을 산출하는 단계;

c) 상기 산출된 현재 산소 농도 잉여량을 퍼지한 후 리치한 공연비로 엔진 제어되며 퍼지로 감소하는 현재 산소 농도 잉여량을 연산하는 단계; 및

d) 퍼지로 감소하는 현재 산소 농도 잉여량이 0인 지를 판단하고 판단 결과 현재 산소 농도 잉여량이 0이 아닌 경우 현재 산소 농도 잉여량을 계속 퍼지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 촉매 산소 퍼지 방법.
제1항에 있어서, 상기 a) 단계는,

a-1) 연료 분사 정지 시점부터 카운팅을 증가하는 단계;

a-2) 초당 공기 유량(F/sec) 및 연료 분사 신호를 수신하는 단계;

a-3) 수신된 연료 분사 신호를 근거하여 연료 분사가 시작되었는 지를 판단하는 단계; 및

a-4) 상기 a-3) 단계의 판단 결과 연료 분사 시작되었다고 판단되면, 상기 카운팅값(s)과 초당 공기 유량(F/sec)의 곱을 통해 연료 분사 정지 후 연료 분사 시작 시점까지의 시간(s) 동안 수신된 공기 유량(F)을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 촉매 산소 퍼지 방법.
제2항에 있어서, 기 a)단계의 공기 유량 누적량(F(n))은,

연료 분사 정지 시점부터 연료 분사 시작 시점까지의 시간(s)과 초당 공기 유량(F/sec)의 곱으로 현재 공기 유량(F)을 연산하고 연산값과 이전 공기 유량 누적량(F(n-1))의 합으로 산출되는 것을 특징으로 하는 자동차의 촉매 산소 퍼지 방법.
제3항에 있어서, 상기 b) 단계의 촉매 장치 내의 현재 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n))은,

상기 공기 유량 누적값(F(n))으로부터 산소 농도(O2 catalyst)를 연산하고, 상기 연산된 산소 농도(O2 catalyst)와 이전 산소 농도(O2 catalyst(n-1))의 합으로 산출되는 것을 특징으로 하는 자동차의 촉매 산소 퍼지 방법.
제4항에 있어서, 상기 d) 단계의 퍼지로 감소되는 산소 농도 잉여량(O2 catalyst(n+1))은,

현재 공기 유량(F)로부터 산소 농도(O2)를 연산하고, 연산된 산소 농도(O2)와 이전 산소 농도(O2 catalyst(n-1))의 차로 연산되는 것을 특징으로 하는 자동차 의 촉매 산소 퍼지 방법.
제1항에 있어서, 상기 b) 단계는,

연료 분사 시작 후 연산된 현재 산소 농도(O2 catalyst(n))을 갱신하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 촉매 산소 퍼지 방법.