KR101010456B1 - 촉매과열 방지 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 촉매과열 방지 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 촉매과열 방지 방법은, 차량의 촉매온도를 측정하여 측정한 촉매온도에 대한 모델링 값이 기 설정된 기준온도 임계값 및 허용온도 임계값 이상인지 여부에 따라 촉매온도 과열방지를 위한 로직 실행 여부를 결정하고, 촉매온도 과열방지를 위한 로직을 실행하게 되면 촉매온도를 예정된 레벨로 낮추기 위한 연료분사량을 추가적으로 분사하여 정상적인 촉매온도를 유지하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 차량에서의 촉매과열을 방지하기 위한 엔진 제어의 실행으로 인해 불필요하게 소요되던 연비를 개선할 수 있다.
엔진, 촉매온도, 배기가스

Description

촉매과열 방지 방법{METHOD FOR PREVENTING CATALYST OVERHEATING}
본 발명은 차량에서의 엔진 제어장치의 한 분야로 주행중 엔진의 촉매온도 과다상승을 방지하기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촉매온도 과다상응을 방지하기 위한 엔진 제어장치의 실행로직을 촉매온도 모델링을 통하여 연료량을 직접 제어하기 위한 촉매과열 방지 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 촉매온도는 고온에 의해 촉매가 손상되는 것을 방지하도록 하는 COP(Catalytic Converter Temperature Overheating Protection) 로직에서 기준값으로 사용되는 것으로써, 이를 정확하게 모델링하여야 촉매의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 연비의 향상을 꾀할 수 있다.
즉, 실제 촉매온도보다 모델링한 온도가 낮으면 촉매의 손상 우려가 있으며, 실제 촉매온도보다 모델링한 온도가 높으면 불필요한 상황에서도 촉매온도를 낮추기 위해 COP 로직에 의해 공연비를 농후하게 제어하게 됨에 따라 연비가 악화되는 문제가 있다.
이러한 촉매온도를 모델링하기 위한 종래 기술은 배기가스 온도와 촉매온도를 정상상태에서 측정한 데이터를 토대로 임의의 엔진회전수 및 흡입공기량이 주어졌을 때 발생하는 온도 편차를 구하였다. 이때의 온도 편차란 촉매변환기에서의 화학 반응열에 의한 온도 상승량을 뜻하는 것이며, 이에 의해 배기가스 온도의 모델링 값과 촉매온도의 모델링 값이 변화하는 방향이 항상 같게 된다.
또한, 종래 기술은 차량의 주행중에 촉매과열 방지를 위한 연료량 추가분사를 실행하기 위한 요소로서, 냉각수온, 엔진회전수, 공기량, 점화시기 및 차속 등과 같은 요소를 고려하여 그 여부를 결정하게 된다.
이러한 방식은 실제의 촉매온도의 상승여부를 고려하지 않고 단순히 차량의 주행중 냉각수온, 엔진회전수, 공기량, 점화시기 및 차속 등의 조건만을 판단한 후 추가 연료량의 부사 여부를 결정하는 것이므로 촉매온도의 과다상응을 방지하기 위한 엔진 제어의 로직을 실행하는 데에 불필요한 연비 손실이 발생하는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위한 방안이 요구된다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 촉매온도 과다상응을 방지하기 위한 엔진 제어장치의 실행로직을 촉매온도 모델링을 통하여 연료량을 직접 제어하기 위한 촉매과열 방지 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 촉매과열 방지 방법은, 차량의 촉매온도를 측정하는 온도측정 단계, 상기 촉매온도를 기 설정된 촉매온도 모델링 값과 맵핑하는 모델링 맵핑 단계, 상기 모델링 값이 예정된 레벨의 기준온도 임계값 및 허용온도 임계값 이상인지 여부를 판별하는 임계값 비교 단계, 판별결과에 따라 촉매과열 방지 로직을 실행하여 상응하는 연료분사량을 산출한 후, 상기 연료분사량을 분사하는 촉매온도 조절단계 및 상기 촉매온도가 상기 기준온도 임계값 이하로 측정되는 경우, 상기 분사를 중단하는 정상 촉매온도 유지단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 촉매과열 방지 방법은 상기 촉매온도가 상기 허용온도 임계값 이하로 측정되는 경우, 상기 연료분사량이 없으면 상기 분사를 중단하는 촉매온도 과열방지 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 연료분사량은 상기 모델링 값과 상기 기준온도 임계값 간의 차이값에 상응하는 추가 연료량을 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에서는 촉매온도 과다상응을 방지하기 위한 엔진 제어장치의 실행로직을 촉매온도 모델링을 통하여 연료량을 직접 제어함으로써, 차량에서의 촉 매과열을 방지하기 위한 엔진 제어의 실행으로 인해 불필요하게 소요되던 연비를 개선할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 촉매과열 방지를 위한 시스템 구성도의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 촉매과열 방지를 위한 시스템 구성도이다. 도 1에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 촉매과열 방지를 위한 시스템은 차량의 촉매변환기에 대한 촉매온도를 센서링하여 촉매온도를 측정하기 위한 온도측정부(110), 차량의 촉매온도를 최소한의 값으로 기 설정한 값인 기준온도 임계값과 차량의 촉매온도를 허용 가능한 최대한의 값으로 기 설정한 값인 허용온도 임계값을 저장하고, 촉매온도에 대한 모델링을 실행하기 위해 기 설정한 촉매온도 모델링 값을 저장하는 메모리부(120), 상기 온도측정부(110)에서 측정한 촉매온도를 기 설정된 모델링 값과 맵핑하기 위한 모델링 맵핑부(130), 촉매온도와 상응하는 모델링 값이 최소로 설정된 값인 기준온도 임계값을 넘는지 여부를 판별한 후, 넘는 것으로 판별되면 허용온도 임계값 이상인지 여부도 판별하기 위한 비교판별부(140), 및 촉매온도가 허용온도 임계값 이상인 것으로 판별되면 이에 상응하는 연료분사량을 산출한 후 엔진에 분사 실행하기 위한 연료분사 제어부(150)를 포함한다.
여기서, 연료분사 제어부(150)는 촉매온도가 최소로 유지되어야 하는 값으로 설정된 기준온도 임계값 이하로 측정되는 경우, 분사중이던 연료분사를 즉각 중단 하여 실행중인 촉매온도 과열방지 로직을 중단한다.
또한, 연료분사 제어부(150)는 허용 가능한 최대한도인 허용온도 임계값 이하로 측정되는 경우, 상기에서 촉매온도 과열방지 로직을 실행하는 과정에서 설정된 연료분사량 중 추가적으로 분사되어야 하는 연료량이 없으면 연료분사를 중단함에 따라 실행중인 촉매온도 과열방지 로직을 중단한다.
연료분사량 중 추가적으로 방사되어야 할 연료량은 다음과 같이 산출된다.
TI_COPn = TI_COPn-1 + C_TICOP_i * TEG_COP_DIFn
TEG_COP_DIFn = (TEG_DYN - C_TEG_COP_BOL)
(단, TI_COPn은 과열방지를 위한 추가 연료 계산값, TEG_DYN은 측정한 촉매온도에 대한 모델링 값, C_TEG_COP_BOL은 기준온도 임계값, G_COP_DIFn은 측정한 촉매온도에 대한 모델링 값과 기준온도 임계값 간의 차이값)
이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 촉매과열 방지를 위한 시스템 구성도의 동작과정에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 도시된 촉매과열 방지를 위한 시스템 구성도의 동작과정을 나타내는 순서도이다. 도 2에 단지 예로써 나타낸 바와 같이, 촉매과열 방지 방법은 엔진 제어장치(100)가 차량의 엔진시동 후(S1), 촉매변환기에 대한 촉매온도를 센서링하여 측정하는 과정을 실행하는 것으로부터 진행된다(S3).
이후로, S3 과정에서 측정한 촉매온도에 대한 촉매온도 모델링을 실행한 후(S5), 형성된 모델링 값이 촉매온도로 최소한의 온도로 설정된 기준온도 임계값 이상인지 여부를 판단한다(S7).
S7 과정에서 모델링 값이 기준온도 임계값 이상인 것으로 판별되면, 허용 가능한 최대 온도인 허용온도 임계값 이상인지 여부를 추가적으로 판단한다(S9).
S9 과정에서의 판별결과, 모델링 값이 허용온도 임계값 이상이 아닌 경우에는 과열방지를 위한 추가 연료량이 잔존하는지 여부를 별로도 판단하여 잔존량이 있으면 재차 촉매온도를 측정하는 과정 이후를 실행하여 상기 과정을 피드백한다(S11).
이후로, S9 과정에서의 판별결과가 모델링 값이 허용온도 임계값 이상이거나 S11 과정에서 과열방지를 위한 추가 연료량이 잔존하지 않는 경우에는 촉매과열 방지 로직을 실행한다(S13).
S13 과정에서의 로직 실행으로 인해, 촉매온도를 낮추기 위해 추가적으로 분사하여야 하는 연료분사량을 산출한 후(S15), 산출한 연료분사량을 분사하게 된다(S17).
이후로, 추가적인 연료분사로 인해 촉매온도가 낮아지는지 여부를 지속적으로 판단하여 정상적인 촉매온도를 유지하기 위해 S1 내지 S17 과정을 반복한다.
차량의 엔진이 정지되면 촉매과열 방지를 위한 로직 실행도 종료된다(S19 및 S21).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명은 촉매온도 과다상응을 방지하기 위한 엔진 제어장치의 실행로직을 촉매온도 모델링을 통하여 연료량을 직접 제어하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 촉매과열 방지를 위한 시스템 구성도, 및
도 2는 도 1에 도시된 촉매과열 방지를 위한 시스템 구성도의 동작과정을 나타내는 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 엔진 제어장치 110 : 온도측정부
120 : 메모리부 130 : 모델링 맵핑부
140 : 비교판별부 150 : 연료분사 제어부

Claims (3)

  1. 차량의 촉매온도를 측정하는 온도측정 단계;
    상기 촉매온도를 기 설정된 촉매온도 모델링 값과 맵핑하는 모델링 맵핑 단계;
    상기 모델링 값이 예정된 레벨의 기준온도 임계값 및 허용온도 임계값 이상인지 여부를 판별하는 임계값 비교 단계;
    판별결과에 따라 촉매과열 방지 로직을 실행하여 상응하는 연료분사량을 산출한 후, 상기 연료분사량을 분사하는 촉매온도 조절단계; 및
    상기 촉매온도가 상기 기준온도 임계값 이하로 측정되는 경우, 상기 분사를 중단하는 정상 촉매온도 유지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매과열 방지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 촉매과열 방지 방법은
    상기 촉매온도가 상기 허용온도 임계값 이하로 측정되는 경우, 상기 연료분사량이 없으면 상기 분사를 중단하는 촉매온도 과열방지 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매과열 방지 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연료분사량은
    상기 모델링 값과 상기 기준온도 임계값 간의 차이값에 상응하는 추가 연료 량을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매과열 방지 방법.
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