KR101661565B1 - 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자식 디젤 엔진에서 요소수용액이 부족할 때 부족분이 충진되지 않는 경우(level), 요소수용액 성분이 아닐 경우(quality), 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation), 도징장치가 정상 작동하지 않는 경우(tampering)(이하 LQRT ; Level, Quality, Regulation, Tampering), 자동차 혹은 건설기계의 액셀 페달을 덜 밟은 것으로 인식하여 제어모듈에서 주변 전자파 noise 또는 회로결함으로 인해 CPU가 손상될 경우 의도하지 않는 전압 값이 ECU로 입력(input)되어 급발진이 야기되지 않도록 하면서도 엔진출력을 1가지 모드 이상인 다단으로 낮게 제어할 수 있고, 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우 운전자가 불순한 의도를 가지고 본 장치를 탈거 또는 임의로 개조할 경우에 제어모듈로부터 신호를 전달받은 후 연동계전기에서 엔진제어 모터 또는 엔진으로 전달되는 신호를 전달하거나 또는 차단하여 운행차 idling 또는 시동이 걸리지 않도록 제어할 수 있으며, 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우 차량 실내에 자가고장진단모듈(OBD : on-board diagnostics)을 제작 설치하여 요소수용액 탱크의 요소수용액의 양과 LQRT를 감시한 출력제한정보인 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달함으로써, 요소수용액의 주입을 유도하여 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시켜 대기오염을 최소화할 수 있고, SUV 차량, 트럭, 버스, 굴삭기, 지게차와 같은 경유를 연료로 사용하는 기계식, 전자식, 오토식 차량에 적용 가능한 효과가 있다.

Description

운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치{A coercion output limiting and monitering apparatus for in-use vehicles}
본 발명은 전자식 디젤 엔진에서 요소수용액이 부족할 때 부족분이 충진되지 않는 경우(level), 요소수용액 성분이 아닐 경우(quality), 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation), 도징 장치가 정상 작동하지 않는 경우(tampering)(이하 LQRT ; Level, Quality, Regulation, Tampering), 자동차 혹은 건설기계의 액셀 페달을 덜 밟은 것으로 인식하여 제어모듈에서 주변 전자파 noise 또는 회로결함으로 인해 CPU가 손상될 경우 의도하지 않는 전압 값이 ECU로 입력(input)되어 급발진이 야기되지 않도록 하면서도 엔진출력을 1가지 모드 이상인 다단으로 낮게 제어할 수 있고, 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우 운전자가 불순한 의도를 가지고 본 장치를 탈거 또는 임의로 개조할 경우에 제어모듈로부터 신호를 전달받은 후 연동계전기에서 엔진제어 모터 또는 엔진으로 전달되는 신호를 전달하거나 또는 차단하여 운행차 idling 또는 시동이 걸리지 않도록 제어할 수 있으며, 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우 차량 실내에 자가고장진단모듈(OBD : on-board diagnostics)을 제작 설치하여 요소수용액 탱크의 요소수용액의 양과 LQRT를 감시한 출력제한정보인 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달함으로써, 요소수용액의 주입을 유도하여 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시켜 대기오염을 최소화할 수 있고, SUV 차량, 트럭, 버스, 굴삭기, 지게차와 같은 경유를 연료로 사용하는 기계식, 전자식, 오토식 차량에 적용 가능한 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치에 관한 기술이다.
종래의 디젤 자동차와, 건설기계 및 농기계의 경우, 배출가스의 규제가 강화된 가운데, 배출되는 배기가스를 저감시키기 위해 디젤산화촉매(DOC : Diesel oxidation catalyst), 매연여과장치(DPF : Diesel particulate filter)를 장착하여 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 매연(PM : Particulate matte) 등을 감소시키고 있으며, 질소산화물(NOx)을 저감하기 위해 후처리 과정의 역할을 할 수 있는 선택적 촉매환원(SCR : Selective catalystic reduction) 장치를 장착하고 있다.
하지만, 선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착할 경우, 대략 리터당 천원 정도되는 요소수용액(Urea)을 요소수용액 탱크를 일일이 확인한 다음 넣어 주어야 하는 불편함이 있다.
그런데, 요소수용액 탱크에 요소수용액(Urea)이 부족할 경우 넣어주지 않거나 요소수용액이 아닌 다른 성분을 주입할 경우, 그리고 SCR 장치가 정상 작동되지 않을 경우 질소산화물(NOx)의 감소효과는 기대하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 세계의 대부분의 나라가 관심을 갖고 추진하고 있는 대기환경오염을 개선하는데 악영향을 미치게 되는 것이다.
그러므로, 전자식 디젤 엔진에서 LQRT의 경우, 자동차 혹은 건설기계의 액셀 페달을 덜 밟은 것으로 인식하여 제어모듈에서 주변 전자파 noise 또는 회로결함으로 인해 CPU가 손상될 경우 의도하지 않는 전압 값이 ECU로 입력되어 급발진이 야기되지 않도록 하면서도 엔진출력을 1가지 모드 이상인 다단으로 낮게 제어할 수 있고, 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우 운전자가 불순한 의도를 가지고 본 장치를 탈거 또는 임의로 개조할 경우에 제어모듈로부터 신호를 전달받은 후 연동계전기에서 엔진제어 모터 또는 엔진으로 전달되는 신호를 전달하거나 또는 차단하여 운행차 idling 또는 시동이 걸리지 않도록 제어할 수 있으며, 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우 차량 실내에 자가고장진단모듈(OBD : on-board diagnostics)을 제작 설치하여 요소수용액 탱크의 요소수용액의 양과 LQRT를 감시한 출력제한정보인 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달하므로 요소수용액의 주입을 유도하여 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시켜 대기오염을 최소화할 수 있는 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치의 개발이 절실히 요구되고 있다.
KR 10-2013-0034567(2013. 3. 29)
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 전자식 디젤 엔진에서 요소수용액이 부족할 때 부족분이 충진되지 않는 경우(level), 요소수용액 성분이 아닐 경우(quality), 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation), 도징 장치가 정상 작동하지 않는 경우(tampering)(이하 LQRT ; Level, Quality, Regulation, Tampering), 자동차 혹은 건설기계의 액셀 페달을 덜 밟은 것으로 인식하여 제어모듈에서 주변 전자파 noise 또는 회로결함으로 인해 CPU가 손상될 경우 의도하지 않는 전압 값이 ECU로 입력(input)되어 급발진이 야기되지 않도록 하면서도 엔진출력을 1가지 모드 이상인 다단으로 낮게 제어할 수 있는 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우 운전자가 불순한 의도를 가지고 본 장치를 탈거 또는 임의로 개조할 경우에 제어모듈로부터 신호를 전달받은 후 연동계전기에서 엔진제어 모터 또는 엔진으로 전달되는 신호를 전달하거나 또는 차단하여 운행차 idling 또는 시동이 걸리지 않도록 제어할 수 있는 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우 차량 실내에 자가고장진단모듈(OBD : on-board diagnostics)을 제작 설치하여 요소수용액 탱크의 요소수용액의 양과 LQRT를 감시한 출력제한정보인 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달함으로써, 요소수용액의 주입을 유도하여 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시켜 대기오염을 최소화할 수 있는 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 SUV 차량, 트럭, 버스, 굴삭기, 지게차와 같은 경유를 연료로 사용하는 기계식 차량, 전자식 차량, 오토차량에 적용 가능한 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치에 있어서, 강제 출력의 제한이 다단으로 제어되는 경우는 운행차의 SCR 장치와 요소수용액 탱크 및 요소수용액 도징 제어 유닛이 연결되어 있으되, 운행차의 전자식 디젤 엔진 구동으로 운행차 내에서 배기가스가 발생이 되면, 요소수용액 도징 제어 유닛에서 요소수용액 탱크안의 요소수용액의 양과 질과 관련 신호를 전달받고, 후처리 배기관에 장착된 NOx 신호를 전달받은 후 요소수용액이 부족할 때 부족분이 충진되지 않는 경우(level)와, 요소수용액 성분이 아닐 경우(quality) 또는 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation)와, 도징 장치가 정상 작동하지 않는 경우(tampering)인 LQRT의 경우 제어모듈의 CPU는 요소수용액 도징 제어 유닛과 CAN 통신을 통해 정보를 받아 경고용 램프 또는 부저를 작동시키고, 운전자가 계속적으로 요소수용액 부족분을 충진하지 않아 강제 출력 제한이 필요할 경우는 즉시 강제출력을 실시하지 않고 CPU에 메모리로 저장하고 있고, 운전자가 key off를 하고 다시 key on을 할 경우 메모리에 저장되었던 강제 출력 상태에 대해 작동하게 하는 기능과, LQRT가 아닐 경우 액셀 페달은 릴레이가 연결되어 액셀 페달 입력이 그대로 ECU로 입력되게 하는 기능을 갖는 제어모듈과; 상기 제어모듈의 CPU에 의해 강제 출력 제한 모드 중 1단으로 제한시킬 경우 CPU는 트랜지스터 TR1, TR3, TR6을 동시에 ON시켜 액셀 페달의 전압 값이 1~2.5V로만 제어하고, 2단으로는 트랜지스터 TR1, TR4, TR7을 동시에 ON시켜 전압 값을 1~2V로 제어하며, 3단으로는 트랜지스터 TR1, TR5, TR8을 동시에 ON시켜 전압 값을 1~1.5V로만 제어하게 하는 액셀 페달; 을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우, 요소수용액 탱크의 요소수용액의 양과 LQRT를 감시한 출력제한정보인 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달하기 위해 차량 실내에 설치되는 자가고장진단모듈(OBD); 을 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 요소수용액 도징 제어 유닛은 요소수용액 탱크 안으로 주입되는 요소수용액(urea)의 주입비율을 계산하며, 요소수용액의 분사량을 제어하고 요소수용액의 라인과 요소수용액 탱크의 히팅을 제어하며, 배기온도와, 요소수용액의 양과, 요소수용액의 질과, 질소산화물(NOx) 센서를 제어하는 기능을 갖는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 운행차용 강제 출력 제한 장치는 요소수용액(urea)의 양, 요소수용액(urea)의 질, 질소산화물(NOx)의 기준치, 도징 장치의 고장(tampering), 장치탈거 또는 임의 개조 중의 선택되는 것에 따라 강제 출력 제한을 수행하는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 전자식 디젤 엔진에서 요소수용액이 부족할 때 부족분이 충진되지 않는 경우(level), 요소수용액 성분이 아닐 경우(quality), 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation), 도징 장치가 정상 작동하지 않는 경우(tampering)(LQRT), 자동차 혹은 건설기계의 액셀 페달을 덜 밟은 것으로 인식하여 제어모듈에서 주변 전자파 noise 또는 회로결함으로 인해 CPU가 손상될 경우 의도하지 않는 전압 값이 ECU로 입력되어 급발진이 야기되지 않도록 하면서도 엔진출력을 1가지 모드 이상인 다단으로 낮게 제어할 수 있다.
둘째, 본 발명은 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우 운전자가 불순한 의도를 가지고 본 장치를 탈거 또는 임의로 개조할 경우에 제어모듈로부터 신호를 전달받은 후 연동계전기에서 엔진제어 모터 또는 엔진으로 전달되는 신호를 전달하거나 또는 차단하여 운행차 idling 또는 시동이 걸리지 않도록 제어할 수 있다.
셋째, 본 발명은 기계식과 전자식 디젤 엔진의 경우 차량 실내에 자가고장진단모듈(OBD : on-board diagnostics)을 제작 설치하여 요소수용액 탱크의 요소수용액의 양과 LQRT를 감시한 출력제한정보인 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달함으로써, 요소수용액의 주입을 유도하여 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시켜 대기오염을 최소화할 수 있다.
넷째, 본 발명은 SUV 차량, 트럭, 버스, 굴삭기, 지게차와 같은 경유를 연료로 사용하는 기계식 차량, 전자식 차량, 오토차량에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치에서, 강제 출력 제한을 다단으로 제어하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치에서, 강제 출력 제한을 다단으로 제어하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
본 발명인 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치는 제어모듈(1), 릴레이(1-1), 외부저항(1-2), 트랜지스터(1-3), 비교기(1-4), 액셀 페달(2), 부저(3), 램프(5), 요소수용액 도징 제어 유닛(6), 요소수용액 탱크(7), SCR 장치(8), 엔진(9), 질소산화물(NOx) 센서1,2(10), 자가고장진단모듈(OBD)(11) 등으로 구성된다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명인 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치에 있어서, 강제 출력의 제한이 다단으로 제어되는 경우는 운행차의 SCR 장치(8)와 요소수용액(urea) 탱크(7) 및 요소수용액 도징 제어 유닛(urea dosing control unit)(6)이 연결되어 있으되, 운행차의 전자식 디젤 엔진 구동으로 운행차 내에서 배기가스가 발생이 되면, 요소수용액 도징 제어 유닛(6)에서 요소수용액 탱크(7)안의 요소수용액의 양과 질과 관련 신호를 전달받고, 후처리 배기관에 장착된 질소산화물(NOx) 센서1,2(10)에 의해 NOx 신호를 전달받은 후 요소수용액이 부족할 때 부족분이 충진되지 않는 경우(level)와, 요소수용액 성분이 아닐 경우(quality) 또는 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation)와, 도징 장치가 정상 작동하지 않는 경우(tampering)인 LQRT의 경우 제어모듈(1)의 CPU는 요소수용액 도징 제어 유닛(6)과 CAN 통신을 통해 정보를 받아 경고용 램프(5) 또는 부저(3)를 작동시키고, 운전자가 계속적으로 요소수용액 부족분을 충진하지 않아 강제 출력 제한이 필요할 경우는 즉시 강제출력을 실시하지 않고 CPU에 메모리로 저장하고 있고, 운전자가 key off를 하고 다시 key on을 할 경우 메모리에 저장되었던 강제 출력 상태에 대해 작동하게 하는 기능과, LQRT가 아닐 경우 액셀 페달(2)은 릴레이(1-1)가 연결되어 액셀 페달(2) 입력이 그대로 ECU로 입력되게 하는 기능을 갖는 제어모듈(1)과; 상기 제어모듈(1)의 CPU에 의해 강제 출력 제한 모드 중 1단으로 제한시킬 경우 CPU는 트랜지스터(1-3)의 TR1, TR3, TR6을 동시에 ON시켜 액셀 페달(2)의 전압 값이 1~2.5V로만 제어하고, 2단으로는 트랜지스터(1-3)의 TR1, TR4, TR7을 동시에 ON시켜 전압 값을 1~2V로 제어하며, 3단으로는 트랜지스터(1-3)의 TR1, TR5, TR8을 동시에 ON시켜 전압 값을 1~1.5V로만 제어하게 하는 액셀 페달(2); 을 구비하며, 상기 요소수용액 탱크(7)의 요소수용액의 양과 LQRT를 감시한 출력제한정보인 램프(5), 부저(3) 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달하기 위해 차량 실내에 설치되는 자가고장진단모듈(OBD)(11); 을 더 구비한다.
상기 본 발명인 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치를 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 강제 출력의 제한이 다단으로 제어되는 경우는 운행차의 SCR 장치(8)와 요소수용액(urea) 탱크(7) 및 요소수용액 도징 제어 유닛(urea dosing control unit)(6)이 연결되어 있으되,
상기 제어모듈(1)은 운행차의 전자식 디젤 엔진 구동으로 운행차 내에서 배기가스가 발생이 되면, 요소수용액 도징 제어 유닛(6)에서 요소수용액 탱크(7)안의 요소수용액의 양과 질과 관련 신호를 전달받고, 후처리 배기관에 장착된 질소산화물(NOx) 센서1,2(10)에 의해 NOx 신호를 전달받은 후 요소수용액이 부족할 때 부족분이 충진되지 않는 경우(level)와, 요소수용액 성분이 아닐 경우(quality) 또는 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation)와, 도징 장치가 정상 작동하지 않는 경우(tampering)인 LQRT의 경우 제어모듈(1)의 CPU는 요소수용액 도징 제어 유닛(6)과 CAN 통신을 통해 정보를 받아 경고용 램프(5) 또는 부저(3)를 작동시키고, 운전자가 계속적으로 요소수용액 부족분을 충진하지 않아 강제 출력 제한이 필요할 경우는 즉시 강제출력을 실시하지 않고 CPU에 메모리로 저장하고 있고, 운전자가 key off를 하고 다시 key on을 할 경우 메모리에 저장되었던 강제 출력 상태에 대해 작동하게 하는 기능과, LQRT가 아닐 경우 액셀 페달(2)은 릴레이(1-1)가 연결되어 액셀 페달(2) 입력이 그대로 ECU로 입력되게 하는 기능을 갖는다.
상기 액셀 페달(2)은 상기 제어모듈(1)의 CPU에 의해 강제 출력 제한 모드 중 1단으로 제한시킬 경우 CPU는 트랜지스터(1-3)의 TR1, TR3, TR6을 동시에 ON시켜 액셀 페달(2)의 전압 값이 1~2.5V로만 제어하고, 2단으로는 트랜지스터(1-3)의 TR1, TR4, TR7을 동시에 ON시켜 전압 값을 1~2V로 제어하며, 3단으로는 트랜지스터(1-3)의 TR1, TR5, TR8을 동시에 ON시켜 전압 값을 1~1.5V로만 제어하여 3단까지 강제 출력 제한이 가능하고, 이와 같은 규칙에 의해서 다단으로 강제출력을 제한할 수 있으며, 액셀 페달(2)의 전압 값은 차량별 특성을 고려하여 다양하게 설계 변경이 가능한 것이다.
상기 자가고장진단모듈(OBD)(11)는 상기 요소수용액 탱크(7)의 요소수용액의 양과 LQRT를 감시한 출력제한정보인 램프(5), 부저(3) 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달하기 위해 차량 실내에 설치되는 것이다.
상술한 바와 같은, 전자식 디젤 엔진의 경우에서, 상기 요소수용액 도징 제어 유닛(6)은 요소수용액 탱크(7) 안으로 주입되는 요소수용액(urea)의 주입비율을 계산하며, 요소수용액의 분사량을 제어하고 요소수용액의 라인과 요소수용액 탱크의 히팅을 제어하며, 배기온도와, 요소수용액의 양과, 요소수용액의 질과, 질소산화물(NOx) 센서를 제어하는 기능을 갖는 것이다.
또한, 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치는 요소수용액(urea)의 양, 요소수용액(urea)의 질, 질소산화물(NOx)의 기준치, 도징 장치의 고장(tampering), 장치탈거 또는 임의 개조 중의 선택되는 것에 따라 강제 출력과 속도 제한을 수행하는 것인데, 아래에 기술하는 출력조건은 차량별 특성과 안전을 고려하여 변경될 수 있는 것이다.
상기 요소수용액 탱크(7)에 요소수용액(Urea) 양에 대한 제어는 요소수용액 탱크(7)에 장착한 레벨 센서로부터 신호를 받으며 신호에 따라 요소 수용액 20% 미만일 경우에는 경고등이 점등되고, 요소 수용액 10% 미만일 경우에는 경고등 점등 및 엔진의 최대 출력이 40% 감소하며, 요소 수용액 5% 미만일 경우에는 경고등 및 부저 작동 또는 음성 안내 및 엔진의 최대 출력이 50% 감소하는 것이다.
또한, 상기 요소수용액 탱크(7)에 요소수용액(Urea) 질과 NOx 기준치와 도징장치의 고장에 대한 제어는 요소수용액 탱크(7)에 장착한 NOx 센서1, 2(10)로부터 신호를 받으면 신호에 따라 기준치 이상이면 경고등이 점등되고, 기준치 이상이 30분 이상 지속 발생되면 경고등 점등 및 엔진의 최대 출력이 40% 감소하며, 기준치 이상이 1시간 이상 지속 발생되면 경고등 점등 및 분당 60회의 부저 작동 또는 음성 안내 및 엔진의 최대 출력이 50% 감소하고, 기준치 이상이 4시간 이상 지속 발생되면 경고등 점등 및 분당 120회의 부저 작동 또는 음성 안내 및 엔진의 최대 출력이 60% 감소하는 것이다.
또한, 상기 장치탈거 또는 임의 개조에 대한 제어는 엔진 idle 또는 시동이 불가한 것이다.
상기 선택적 촉매환원(SCR) 장치(9)가 장착된 자동차 혹은 건설기계에서, 선택적 촉매환원(SCR) 장치의 작동과정을 보면, 먼저, 우레아(요소 수용액)를 배기관에 분사하면, 우레아가 고온에서 암모니아로 분해된다. 이후에 암모니아와 질소산화물(NOx)이 반응하여 질소산화물(NOx)이 저감되는 것이다. 여기서, 배기가스가 150℃ 이상시에는 우레아가 분사되지만, -5℃ 이하에서는 우레아가 분사되지 않는 것이다.
상술한 SCR 장치(8)에 함께 장착되는 디젤산화촉매(DOC : Diesel oxidation catalyst)는 150 내지 300℃의 고열을 통해 일산화탄소, 탄화수소를 촉매반응을 이용하여 줄여주고, 입자상물질(PM : Particulate matter)을 태워주며, 배기가스 중의 NO2의 비율을 높여주는 산화촉매 필터인 것이다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, SCR 장치(8)에 함께 장착되는 매연여과장치(DPF : Diesel particulate filter)는 입자상물질(PM)을 포집하여 입자상물질(PM)이 적정량 축적되면 매연 배기가스 또는 첨가제를 이용하여 촉매를 500 내지 600℃의 고온으로 활성화시켜 입자상물질(PM)을 재연소하여 재생하는 것이다.
상술한 바와 같은, 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치는 SUV 차량, 트럭, 버스, 굴삭기, 지게차와 같은 경유를 연료로 사용하는 기계식 차량, 전자식 차량, 오토차량에 적용할 수 있으므로 그 적용대상이 광범위하다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.
1 : 제어모듈 1-1 : 릴레이
1-2 : 외부저항 1-3 : 트랜지스터
1-4 : 비교기 2 : 액셀 페달
3 : 부저 5 ; 램프
6 : 요소수용액 도징 제어 유닛 7 : 요소수용액 탱크
8 : SCR 장치 9 : 엔진
10 : 질소산화물(NOx) 센서1,2 11 : 자가고장진단모듈(OBD)

Claims (4)

  1. 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치에 있어서,
    강제 출력의 제한이 다단으로 제어되는 경우는 운행차의 SCR 장치와 요소수용액 탱크 및 요소수용액 도징 제어 유닛이 연결되어 있으되,
    운행차의 전자식 디젤 엔진 구동으로 운행차 내에서 배기가스가 발생이 되면, 요소수용액 도징 제어 유닛에서 요소수용액 탱크안의 요소수용액의 양과 질과 관련 신호를 전달받고, 후처리 배기관에 장착된 질소산화물(NOx) 센서1,2에 의해 NOx 신호를 전달받은 후 요소수용액이 부족할 때 부족분이 충진되지 않는 경우(level)와, 요소수용액 성분이 아닐 경우(quality) 또는 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation)와, 도징 장치가 정상 작동하지 않는 경우(tampering)인 LQRT의 경우 제어모듈의 CPU는 요소수용액 도징 제어 유닛과 CAN 통신을 통해 정보를 받아 경고용 램프 또는 부저를 작동시키고, 운전자가 계속적으로 요소수용액 부족분을 충진하지 않아 강제 출력 제한이 필요할 경우는 즉시 강제출력을 실시하지 않고 CPU에 메모리로 저장하고 있고, 운전자가 key off를 하고 다시 key on을 할 경우 메모리에 저장되었던 강제 출력 상태에 대해 작동하게 하는 기능과, LQRT가 아닐 경우 액셀 페달은 릴레이가 연결되어 액셀 페달 입력이 그대로 ECU로 입력되게 하는 기능을 갖는 제어모듈과;
    상기 제어모듈의 CPU에 의해 강제 출력 제한 모드 중 1단으로 제한시킬 경우 CPU는 트랜지스터 TR1, TR3, TR6을 동시에 ON시켜 액셀 페달의 전압 값이 1~2.5V로만 제어하고, 2단으로는 트랜지스터 TR1, TR4, TR7을 동시에 ON시켜 전압 값을 1~2V로 제어하며, 3단으로는 트랜지스터 TR1, TR5, TR8을 동시에 ON시켜 전압 값을 1~1.5V로만 제어하게 하는 액셀 페달; 을 포함함을 특징으로 하는 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전자식 디젤 엔진의 경우, 요소수용액 탱크의 요소수용액의 양과 LQRT를 감시한 출력제한정보인 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달하기 위해 차량 실내에 설치되는 자가고장진단모듈(OBD); 을 더 포함함을 특징으로 하는 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 요소수용액 도징 제어 유닛은 요소수용액 탱크 안으로 주입되는 요소수용액(urea)의 주입비율을 계산하며, 요소수용액의 분사량을 제어하고 요소수용액의 라인과 요소수용액 탱크의 히팅을 제어하며, 배기온도와, 요소수용액의 양과, 요소수용액의 질과, 질소산화물(NOx) 센서를 제어하는 기능을 갖는 것을 포함함을 특징으로 하는 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치는 요소수용액(urea)의 양, 요소수용액(urea)의 질, 질소산화물(NOx)의 기준치, 도징 장치의 고장(tampering), 장치탈거 또는 임의 개조 중의 선택되는 것에 따라 강제 출력 제한을 수행하는 것을 포함함을 특징으로 하는 운행차용 강제 출력 제한 및 모니터링 장치.
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