KR101055080B1 - 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배기가스 재순환 시스템의 오류에 의하여 발생한 배기가스 재순환 시스템의 오작동을 검증하고 배기가스 재순환 시스템에 오류가 발생하는 때에 대응하는 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법에 관한 것이다.
배기가스, NOx, 재순환, 오작동, 냉각수 온도, 배기압, 배기온도, RPM, 연료량
Description
본 발명은 배기가스 재순환 시스템에 관한 것으로, 특히 배기가스 재순환 시스템의 오류에 의하여 발생한 배기가스 재순환 시스템의 오작동을 검증하고 배기가스 재순환 시스템에 오류가 발생하는 때에 대응하는 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법에 관한 것이다.
유로-5(EURO-5) 및 북미 디젤과 같이 강화된 배기규제에 대응하기 위하여 디젤 차량에는 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation 이하, EGR) 시스템을 적용하는 것이 일반적이다.
EGR 시스템은 배기가스를 재순환시켜 배기가스 중에 포함된 이산화탄소의 높은 비열을 이용하여 연소가스의 온도를 낮추고, 이로 인해 배기가스 중에 질소산화물(이하, ‘NOx’)을 감소시킨다. 따라서, EGR 시스템이 오작동하면 배기가스에 NOx가 증가함으로써 디젤 차량은 배기가스 배출 규제를 만족시킬 수 없다.
그런데, 현재 디젤 차량은 EGR 시스템의 하드웨어의 오류에 의하여 발생한 EGR 시스템의 오작동을 검출하는 로직은 가지고 있으나, EGR 시스템의 하드웨어의 오류가 아닌 오류에 의하여 발생한 EGR 시스템의 오작동을 검출하는 로직은 가지고 있지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 EGR 시스템의 오류에 의하여 발생한 EGR 시스템의 오작동을 검증하고 배기가스 재순환 시스템에 오류가 발생하는 때에 대응하는 EGR 시스템의 오작동 검증 방법 및 대응 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법은 차량이 정상 조건인가를 판단하는 제1 단계와; 차량이 정상 조건이면, EGR 배기온도 센서를 사용하는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 EGR 배기온도 센서를 사용하지 않으면, 인테이크 배기온도 센서가 감지하는 인테이크 배기온도를 읽는 제3 단계와; 상기 현재의 엔진 RPM과 연료량에 따른 EGR 배기온도가 저장된 맵으로부터 EGR 배기온도를 읽는 제4 단계와; 상기 인테이크 배기온도에서 상기 EGR 배기온도를 차감한 제1 온도 차를 계산하는 제5 단계와; 엔진 RPM과 연료량에 따른 한계 온도 차가 저장된 맵으로부터 제1 한계 온도 차를 읽는 제6 단계와; 상기 제1 온도 차가 상기 제1 한계 온도 차를 초과하는가를 판단하는 제7 단계와; 상기 제1 온도 차가 상기 제1 한계 온도 차를 초과하면, 배기가스 재순환 시스템에 오작동이 발생하였다고 판정하는 제8 단계를 포함한다.
상기 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법은 상기 EGR 배기온도 센서를 사용하면, 인테이크 배기온도 센서가 감지하는 인테이크 배기온도를 읽는 제3-1 단계와; 상기 EGR 배기온도 센서가 감지하는 EGR 배기온도를 읽는 제4-1 단계와; 상기 인테이크 배기온도에서 상기 EGR 배기온도를 차감한 제2 온도 차를 계산하는 제5-1 단계와; 엔진 RPM과 연료량에 따른 EGR 배기온도의 한계 온도 차가 저장된 맵으로부터 상기 EGR 배기온도의 제2 한계 온도 차를 읽는 제6-1 단계와; 상기 제2 온도 차의 절대값이 상기 EGR 배기온도의 제2 한계 온도 차를 초과하는가를 판단하는 제7-1 단계와; 상기 제2 온도 차의 절대값이 상기 EGR 배기온도의 제2 한계 온도 차를 초과하면 배기가스 재순환 시스템에 오작동이 발생하였다고 판정하는 제8-1 단계를 더 포함한다.
상기 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법은 상기 배기가스 재순환 시스템의 오작동을 판정하면, EGR 점검 램프를 점등하는 단계를 더 포함한다.
상기 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법은 상기 배기가스 재순환 시스템의 오작동을 판정하면, 차량이 정상 조건인가를 판단하는 제9 단계와; 차량이 정상 조건이면, 배기가스 재순환 시스템에 하드웨어의 오류가 발생하거나, NOx 센서가 감지하는 NOx의 수치가 한계수치를 초과하는가를 판단하는 제10 단계와; 배기가스 재순환 시스템에 하드웨어의 오류가 발생하거나, NOx 센서가 감지하는 NOx의 수치가 한계수치를 초과하면, 엔진 최대 출력을 일정량 감소시키는 제11 단계를 더 포함한다.
상기 제11 단계는, 현재의 엔진 회전수를 읽는 단계와; 상기 현재의 엔진 회전수에 따른 엔진 출력 감소분이 저장된 맵에서 상기 엔진 회전수에 따른 엔진 출력 감소분을 읽는 단계와; 상기 엔진 출력 감소분만큼 엔진 최대 출력을 감소시키 는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법은 배기가스 재순환 시스템이 오동작하면, EGR 시스템이 인테이크 배기온도가 정상적인 인테이크 배기온도와 차이가 나고, EGR 배기온도가 정상적인 EGR 배기온도와 차이가 난다는 것을 이용하여 EGR 시스템의 오작동을 검증할 수 있다. 그리고, 배기가스 재순환 시스템에 오류가 발생하는 때의 엔진 최대 출력을 감소시킴으로써 배기가스 재순환 시스템에 오류가 발생하는 때에 NOx의 배출을 감소시킬 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 EGR 시스템에 오류가 발생하는 때에 대응을 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 시스템의 오류 대응은 차량이 정상 조건일 때(S10), EGR 시스템에 하드웨어의 오류가 발생하거나, NOx 센서가 감지하는 NOx의 수치가 한계수치를 초과하는가를 판단한다(S12). S10 단계에서 차량 정상 조건에 대한 판단은 냉각수 온도가 일정온도범위 이내이고, 배기압이 일정기압범위 이내이며, 배기온도가 일정온도범위 이내인 조건으로 예를 들어, 냉각수 온도는 0 ~ 40℃ 초과 100 ~ 120℃ 미만의 온도범위 내이고, 배기압은 70 ~ 90hPa 초과 105 ~ 120hPa 미만의 기압범위이며, 배기온도는 -30 ~ 0℃ 초과 40 ~ 60℃ 미만의 온도범위인 조건이다.
S12 단계에서 EGR 시스템에 하드웨어의 오류가 발생하거나, NOx 센서가 감지하는 NOx의 수치가 한계수치를 초과하면, 본 발명의 EGR 시스템의 오류 대응은 엔진 최대 출력을 일정량 감소시킨다(S18). S18 단계에서 엔진 최대 출력을 일정량 감소시킬 때, 미리 설정되어 저장된 양만큼을 감소시키는 데, 이를 위하여 본 발명의 EGR 시스템의 오류 대응은 실험으로 설정된 현재의 엔진 RPM에 따른 엔진 출력 감소분에 대한 예들 들어, 도 2와 같은 맵(Map)을 저장하고, S12 단계를 만족하면, S18 단계를 수행하기 전에 현재의 엔진 RPM을 읽고(S14), 현재의 엔진 RPM에 따른 엔진 출력 감소분이 저장된 맵에서 엔진 RPM에 따른 엔진 출력 감소분을 읽어(S16) S16 단계에서 읽은 엔진 출력 감소분만큼 엔진 최대 출력을 감소시킨다(S18).
도 1을 참조한 본 발명의 EGR 시스템의 오류 대응은 EGR 시스템에 하드웨어의 오류가 발생하거나, NOx 센서가 감지하는 NOx의 수치가 한계수치를 초과하거나에 상관없이 배기가스 재순환 시스템에 오류가 발생하는 때에 그에 대한 대응을 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 시스템의 오작동 검증 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 시스템의 오작동 검증 방법은 먼저, 차량이 정상 조건(본 발명의 EGR 시스템의 오류 대응 방법에서의 조건과 동일)인가를 판단하여(S20) 차량이 정상 조건이면, EGR 배기온도 센서를 사용하는가를 판단한다(S22). 본 발명의 EGR 시스템의 오작동 검증 방법은 EGR 배기온도 센서를 사용하지 않으면, 인테이크(Intake) 배기온도 센서가 감지하는 신호만을 이용하여 EGR 시스템에 발생한 오작동을 검증하고, EGR 배기온도 센서를 사용하면, EGR 배기온도 센서가 감지하는 신호와 인테이크 배기온도 센서가 감지하는 신호를 함께 이용하여 EGR 시스템에 발생한 오작동을 검증한다.
S22 단계에서 EGR 배기온도 센서를 사용하지 않으면, 인테이크 배기온도 센서가 감지하는 인테이크 배기온도를 읽는다(S24). 그리고, 실험으로 설정된 현재의 엔진 RPM과 연료량에 따른 EGR 배기온도가 저장된 예를 들어, 도 4와 같은 맵을 저장하고, 저장된 맵으로부터 현재의 엔진 RPM과 연료량에 따른 EGR 배기온도를 읽어(S26), S24 단계에서의 인테이크 배기온도에서 S26 단계에서의 EGR 배기온도를 차감한 온도 차를 계산한다(S28).
이어서, 본 발명의 EGR 시스템의 오작동 검증 방법은 실험으로 설정된 현재의 엔진 RPM과 연료량에 따른 한계 온도 차가 저장된 예를 들어 도 5와 같은 맵을 저장하고, 저장된 맵으로부터 현재의 엔진 RPM과 연료량에 따른 한계 온도 차를 읽어(S30), S28 단계에서 계산한 온도 차가 S30 단계에서 읽은 한계 온도 차를 초과하는가를 판단한다(S32). S32 단계의 판단 결과, S28 단계에서 계산한 온도 차가 S30 단계에서 읽은 한계 온도 차를 초과하면, 본 발명의 EGR 시스템의 오작동 검증 방법은 EGR 시스템의 오류에 의하여 오작동이 발생하였다고 판정한다(S34). 그리고, S34 단계에서 EGR 시스템의 오작동을 판정하면 본 발명의 EGR 시스템의 오작동 검증 방법은 EGR 점검 램프 등을 점등하여 사용자에게 이를 알리고, 상기 도 1을 참조한 설명과 같이 EGR 시스템의 오작동에 대응한다.
그리고, 본 발명의 EGR 시스템의 오작동 검증 방법은 S22 단계에서 EGR 배기온도 센서를 사용하면, 인테이크 배기온도 센서가 감지하는 인테이크 배기온도를 읽고(S25), EGR 배기온도 센서가 감지하는 EGR 배기온도를 읽어(S27), S25 단계에서의 인테이크 배기온도에서 S27 단계에서의 EGR 배기온도를 차감한 온도 차를 계산한다(S29). 그리고, 실험으로 설정된 현재의 엔진 RPM과 연료량에 따른 EGR 배기온도의 한계 온도 차가 저장된 예를 들어, 도 6과 같은 맵을 저장하고, 저장된 맵으로부터 현재의 엔진 RPM과 연료량에 따른 EGR 배기온도의 한계 온도 차를 읽어(S31), S29 단계에서 계산한 온도 차의 절대값이 S31 단계에서 읽은 EGR 배기온도의 한계 온도 차를 초과하는가를 판단한다(S33). S33 단계의 판단 결과, S29 단계에서 계산한 온도 차의 절대값이 S31 단계에서 읽은 EGR 배기온도의 한계 온도 차를 초과하면 본 발명의 EGR 시스템의 오작동 검증 방법은 EGR 시스템의 오류에 의하여 발생한 오작동이 발생하였다고 판정한다(S34). 그리고, S34 단계에서 EGR 시스템의 오작동을 판정하면 본 발명의 EGR 시스템의 오작동 검증 방법은 EGR 점검 램프 등을 점등하여 사용자에게 이를 알리고, 상기 도 1을 참조한 설명과 같이 EGR 시스템의 오작동에 대응한다.
본 발명의 EGR 시스템의 오작동 검증 방법은 S22 단계를 실행하지 않고, S20 단계를 만족하면 EGR 배기온도 센서가 감지하는 신호와 인테이크 배기온도 센서가 감지하는 신호를 함께 이용하여 EGR 시스템에 발생한 오작동을 검증할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 시스템의 오류 대응 방법을 나타내는 순서도,
도 2는 현재의 엔진 RPM에 따른 엔진 출력 감소분에 대한 맵의 일례를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 시스템의 오작동 검증 방법을 나타내는 순서도,
도 4는 현재의 엔진 RPM과 연료량에 따른 EGR 배기온도에 대한 맵의 일례를 나타내는 도면,
도 5는 현재의 엔진 RPM과 연료량에 따른 한계 온도 차에 대한 맵의 일례를 나타내는 도면,
도 6은 엔진 RPM과 연료량에 따른 EGR 배기온도의 한계 온도 차에 대한 맵의 일례를 나타내는 도면이다.
Claims (5)
- 차량이 정상 조건인가를 판단하는 제1 단계와;차량이 정상 조건이면, EGR 배기온도 센서를 사용하는가를 판단하는 제2 단계와;상기 EGR 배기온도 센서를 사용하지 않으면, 인테이크 배기온도 센서가 감지하는 인테이크 배기온도를 읽는 제3 단계와;현재의 엔진 RPM과 연료량에 따른 EGR 배기온도가 저장된 맵으로부터 EGR 배기온도를 읽는 제4 단계와;상기 인테이크 배기온도에서 상기 EGR 배기온도를 차감한 제1 온도 차를 계산하는 제5 단계와;엔진 RPM과 연료량에 따른 한계 온도 차가 저장된 맵으로부터 제1 한계 온도 차를 읽는 제6 단계와;상기 제1 온도 차가 상기 제1 한계 온도 차를 초과하는가를 판단하는 제7 단계와;상기 제1 온도 차가 상기 제1 한계 온도 차를 초과하면, 배기가스 재순환 시스템에 오작동이 발생하였다고 판정하는 제8 단계와;상기 배기가스 재순환 시스템의 오작동을 판정하면, 차량이 정상 조건인가를 판단하는 제9 단계와;차량이 정상 조건이면, 배기가스 재순환 시스템에 하드웨어의 오류가 발생하거나, NOx 센서가 감지하는 NOx의 수치가 한계수치를 초과하는가를 판단하는 제10 단계와;배기가스 재순환 시스템에 하드웨어의 오류가 발생하거나, NOx 센서가 감지하는 NOx의 수치가 한계수치를 초과하면, 엔진 최대 출력을 일정량 감소시키는 제11 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 EGR 배기온도 센서를 사용하면, 인테이크 배기온도 센서가 감지하는 인테이크 배기온도를 읽는 제3-1 단계와;상기 EGR 배기온도 센서가 감지하는 EGR 배기온도를 읽는 제4-1 단계와;상기 인테이크 배기온도에서 상기 EGR 배기온도를 차감한 제2 온도 차를 계산하는 제5-1 단계와;엔진 RPM과 연료량에 따른 EGR 배기온도의 한계 온도 차가 저장된 맵으로부터 상기 EGR 배기온도의 제2 한계 온도 차를 읽는 제6-1 단계와;상기 제2 온도 차의 절대값이 상기 EGR 배기온도의 제2 한계 온도 차를 초과하는가를 판단하는 제7-1 단계와;상기 제2 온도 차의 절대값이 상기 EGR 배기온도의 제2 한계 온도 차를 초과하면 배기가스 재순환 시스템에 오작동이 발생하였다고 판정하는 제8-1 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법.
- 청구항 1 또는 2에 있어서,상기 배기가스 재순환 시스템의 오작동을 판정하면, EGR 점검 램프를 점등하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,상기 제11 단계는,현재의 엔진 회전수를 읽는 단계와;상기 현재의 엔진 회전수에 따른 엔진 출력 감소분이 저장된 맵에서 상기 엔진 회전수에 따른 엔진 출력 감소분을 읽는 단계와;상기 엔진 출력 감소분만큼 엔진 최대 출력을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 시스템의 오작동 검증 방법.
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