KR101714246B1 - 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법 - Google Patents

차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법은 차량 주행패턴에 따른 가중치 요소를 산출하는 단계(S10); 현재 LNT(Lean NOx Trap)가 탈황 중인지 여부를 판단하는 단계(S20); 현재 LNT(Lean NOx Trap)가 탈황 중이 아닌 경우에는, 상기 가중치 요소의 테이블에서 탈황 문제 영역을 설정하는 단계(S30); 상기 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)이 기설정된 제 1 기준값 이상인지 판단하는 단계(S40); 상기 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)이 기설정된 제 1 기준값 이상인 경우에는, LNT에 쌓인 SOx의 양이 기설정된 제 2 기준값 이상인지 판단하는 단계(S50); 및 LNT에 쌓인 SOx의 양이 기설정된 제 2 기준값 이상인 경우에는, LNT를 탈황(DeSOx)하는 단계(S60);를 포함한다. 본 발명에 따르면, 차량의 주행패턴을 분석하여 운전자별 운전패턴에 따른 엔진 운전 상태를 수치화한 데이터를 취득할 수 있다. 또한, 이를 이용하여 잦은 탈황모드 진입을 방지할 수 있고, 엔진의 파손을 방지할 수 있다.

Description

차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법{A METHOD FOR PREVENTING TO ENTER DeSOx MODE USING A METHOD FOR ANALYZING DRIVING PATTERN OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LNT의 탈황모드가 안정적으로 진행되지 않는 영역에 자주 진입하는 운전자의 주행패턴으로 인해, LNT의 탈황모드 전 히팅모드에 잦은 진입으로 인해 후분사량이 과다하게 증가하여 엔진오일의 과다희석이 발생할 우려가 있는 경우에는, 엔진의 파손을 방지하기 위해 LNT의 탈황모드 진입시기 및 탈황시간을 제어하는 방법에 관한 것이다.
LNT(LEAN NOx TRAP; 질소산화물 흡장촉매) 시스템은 NOx(질소산화물) 저감을 위한 것으로 LNT 내부에 NOx가 포집된다. 그러나 이와 동시에 연료의 황성분에 의해 SOx(황산화물)가 동시에 포집되며, SOx는 NOx의 포집을 방해하여 LNT 정화능력을 저하시키는 문제가 있다. 따라서, LNT에서 SOx를 제거하는 LNT의 탈황모드(DeSOx Mode)가 반드시 필요하다. 즉, LNT 정상작동시에는 분사연료량이 희박(LEAN)한 조건에서 SOx가 LNT에 흡장되어 포집되며, LNT의 탈황모드(DeSOx Mode)에서는 고온이고 분사연료량이 농후(RICH)한 조건에서 SOx가 LNT로부터 이탈하게 되는 것이다.
종래에는 운전자의 개인적인 운전습관에 따라 LNT의 탈황모드에 자주 진입하는 경우에는, LNT의 탈황모드 전 히팅모드(즉, 탈황모드의 고온조건을 달성하기 위해 연료 후분사를 통해 LNT의 온도를 상승시키는 단계)에 빈번하게 진입하여 후분사량이 과다하게 증가하고, 엔진 오일 내부에 연료가 섞이는 현상인 오일 희석(OIL DILUTION)이 발생할 우려가 있었다. 또한, 이에 따라 엔진오일의 윤활기능이 저하되어 엔진이 파손될 우려가 있었다.
이에 대응하여 종래기술에서는 이를 회피하기 위해 차속, 엔진회전수, 엔진부하, 배기온 등으로 엔진 제어 변수를 제한하여 문제영역을 일반화하였다. 즉, 운전자별 주행패턴을 고려하지 않고 엔진을 제어함으로써, 수동적으로 문제 발생을 회피하였다. 따라서, 다양한 차량 주행 패턴에 대응하기 어려운 문제점이 있었다.
일본 공개특허공보 제2010-210240호 (2010.09.24)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 운전자별 주행패턴에 의해 발생하는 잦은 탈황모드 진입 문제에 대응하기 위해, 차량의 주행패턴 분석방법을 이용하여 엔진 운전 상태를 수치화하고, 이에 따라 LNT의 탈황모드 진입시기 및 탈황시간을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법은 엔진 운전영역의 모든 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 총 합에 대한 각각의 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 비율인, 각각의 좌표에 대한 차량 주행패턴에 따른 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 단계(S10); 현재 LNT(Lean NOx Trap)가 탈황모드인지 여부를 판단하는 단계(S20); 현재 LNT(Lean NOx Trap)가 탈황모드가 아닌 경우에는, 상기 가중치 요소의 테이블에서 탈황 문제 영역을 설정하는 단계(S30); 상기 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)이 기설정된 제 1 기준값 이상인지 판단하는 단계(S40); 상기 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)이 기설정된 제 1 기준값 이상인 경우에는, LNT에 쌓인 SOx의 양이 기설정된 제 2 기준값 이상인지 판단하는 단계(S50); 및 LNT에 쌓인 SOx의 양이 기설정된 제 2 기준값 이상인 경우에는, LNT를 탈황(DeSOx)하는 단계(S60);를 포함한다.
상기 LNT를 탈황(DeSOx)하는 단계(S60)는 LNT 탈황(DeSOx)모드에 진입하는 단계(S61); LNT 탈황(DeSOx)시간이 기설정된 시간을 초과하는지 판단하는 단계(S62); 및 LNT 탈황(DeSOx)시간이 기설정된 시간을 초과하는 경우에는 LNT 탈황(DeSOx)모드를 종료하는 단계(S63);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 탈황 문제 영역은 엔진부하가 5% 이하이거나, 엔진부하가 40% 이상인 영역인 것을 특징으로 한다.
상기 차량 주행패턴에 따른 가중치 요소를 산출하는 단계(S10)는 주행패턴의 측정조건을 설정하는 단계(S100); 설정된 측정조건에서 엔진회전수와 엔진부하 또는 차속과 기어단수로 이루어진 주행패턴(
Figure 112016127795237-pat00001
)을 측정하는 단계(S200); 엔진회전수 및 엔진 부하 또는 차속과 기어단수로 표현되는 엔진 제어 맵 상에서, 측정된 주행패턴(
Figure 112016127795237-pat00002
)에 대한 엔진 운전영역을 도출하는 단계(S300); 상기 측정된 주행패턴(
Figure 112016127795237-pat00003
)으로부터, 상기 엔진 운전영역의 각 꼭지점까지의 거리에 따라 결정되는 각각의 가중치(Weighting)를 계산하는 단계(S400); 상기 계산된 각각의 가중치(Weighting)를 상기 엔진 운전영역 상의 좌표별로 적산하는 단계(S500); 현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나는지 판단하는 단계(S600); 및 현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나는 경우에는, 상기 엔진 운전영역의 모든 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 총 합에 대한 각각의 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 비율인 상기 설정된 측정조건에서의 각각의 좌표에 대한 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 단계(S700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진 운전영역을 도출하는 단계(S300)에서 상기 엔진 운전영역은 상기 엔진 제어 맵에서, 상기 측정된 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00004
)이 존재하는 픽셀(PIXEL)의 4개의 꼭지점 좌표(
Figure 112015104233452-pat00005
,
Figure 112015104233452-pat00006
,
Figure 112015104233452-pat00007
,
Figure 112015104233452-pat00008
)로 구성된 가상의 블록(BLOCK)인 것을 특징으로 한다.
현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나지 않는 경우에는 상기 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00009
)을 측정하는 단계(S200)를 다시 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 설정하는 단계(S100)에서 주행패턴의 측정조건은 설정한 시간까지 계속해서 주행패턴을 측정하는 조건인 것을 특징으로 한다.
상기 설정하는 단계(S100)에서 주행패턴의 측정조건은 설정한 시간대 또는 요일 동안 계속해서 주행패턴을 측정하는 조건인 것을 특징으로 한다.
상기 설정하는 단계(S100)에서 주행패턴의 측정조건은 냉각수의 온도가 기설정된 제1온도이상이고, 기설정된 제2온도 이하인 경우에는 계속해서 주행패턴을 측정하는 조건인 것을 특징으로 한다.
상기 가중치(Weighting)를 계산하는 단계(S400)는 하기의 수식에 따라, 상기 엔진 운전영역의 4개의 꼭지점에 대한 각각의 가중치(Weighting)를 계산하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112015104233452-pat00010
(여기서,
Figure 112015104233452-pat00011
는
Figure 112015104233452-pat00012
의 좌측 상단 꼭지점
Figure 112015104233452-pat00013
에서의 가중치(weighting)이고,
Figure 112015104233452-pat00014
는
Figure 112015104233452-pat00015
의 우측 상단 꼭지점
Figure 112015104233452-pat00016
에서의 가중치(weighting)이고,
Figure 112015104233452-pat00017
는
Figure 112015104233452-pat00018
의 좌측 하단 꼭지점
Figure 112015104233452-pat00019
에서의 가중치(weighting)이고,
Figure 112015104233452-pat00020
는
Figure 112015104233452-pat00021
의 우측 하단 꼭지점
Figure 112015104233452-pat00022
에서의 가중치(weighting)임.)
상기 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 단계(S700)는 하기의 수식에 따라, 상기 설정된 측정조건에서의 각각의 좌표에 대한 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112015104233452-pat00023
(여기서,
Figure 112015104233452-pat00024
는 좌표
Figure 112015104233452-pat00025
에서의 적산된 가중치(weighting)이고,
Figure 112015104233452-pat00026
은 엔진 운전영역의 모든 좌표에서의 적산된 가중치(weighting)의 총 합이며,
Figure 112015104233452-pat00027
은 좌표
Figure 112015104233452-pat00028
에서의 가중치 요소(Weighting Factor)임.)
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 차량의 주행패턴을 분석하여 운전자별 운전패턴에 따른 엔진 운전 상태를 수치화한 데이터를 취득할 수 있다.
또한, 이를 이용하여 잦은 탈황모드 진입을 방지할 수 있고, 엔진의 파손을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 개념도.
도 3은 차량의 주행패턴 분석방법의 순서도.
도 4는 차량의 주행패턴 분석장치의 블록도.
도 5는 차량의 주행패턴 분석방법에서 산출된 가중치 요소를 테이블로 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법의 순서도.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 개념도이다. 이하 가중치 요소(Weighting Factor)의 개념에 대해 상세히 설명한다. 본 발명에서는 엔진회전수와 엔진부하(연료량 또는 엔진토크) 또는 차속과 기어단수로 구성되어, 운전자의 개별적인 운전습관을 반영한 특정 차량의 주행패턴에 대해 도 1과 같이 가상의 블록을 추출하여 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출한다.
도 1에서
Figure 112015104233452-pat00029
는 차량의 실제 운전영역으로써, 주행패턴을 나타낸다. 또한,
Figure 112015104233452-pat00030
,
Figure 112015104233452-pat00031
,
Figure 112015104233452-pat00032
,
Figure 112015104233452-pat00033
로 나타낸 4개의 좌표는
Figure 112015104233452-pat00034
가 통과하는 엔진의 운전영역이다.
Figure 112015104233452-pat00035
는 상기 엔진의 운전영역의 4개의 꼭지점 좌표(
Figure 112015104233452-pat00036
,
Figure 112015104233452-pat00037
,
Figure 112015104233452-pat00038
,
Figure 112015104233452-pat00039
)에 대해 각각 가중치(Weighting)를 부여하게 되며, 이때 가중치는
Figure 112015104233452-pat00040
에 가까울수록 크고, 멀수록 작아진다. 구체적으로 가중치(Weighting)를 산출하는 방법은 후술한다. (S400 단계 참조)
상기와 같이 산출된 각각의 꼭지점에서의 가중치(Weighting)는 현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어날 때까지 반복해서 상기 엔진의 운전영역의 각각의 꼭지점 좌표별로 적산된다. 또한, 현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어난 이후에는 적산된 전체의 가중치(Weighting)에 대한 각각의 좌표에서의 가중치(Weighting)의 비율이 상기 설정된 측정조건에서의 각각의 좌표에 대한 가중치 요소(Weighting Factor)로 산출되는 것이다. 구체적으로 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 방법은 후술한다. (S500 및 S700 단계 참조)
또한, 현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나지 않는 경우에는 상기 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00041
)을 측정하는 단계(S200)를 다시 수행하여, 새로이 측정된 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00042
)에 대한 각각의 꼭지점 좌표에서의 가중치(Weighting)를 산출하고, 이를 반복적산한다.
예를 들어, 최초의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00043
)에 대한 가중치(Weighting)를 산출한 후, 현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나지 않는 경우에는 다음번 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00044
)에 대한 가중치(Weighting)를 산출하는 것이다. 상기 최초의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00045
)과 상기 다음번 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00046
)은 변동될 수 있다. 이에 따라, 최초의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00047
)이 존재하는 엔진 운전영역(즉, 상기 엔진 제어 맵에서, 상기 최초의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00048
)이 존재하는 픽셀(PIXEL)의 4개의 꼭지점 좌표(
Figure 112015104233452-pat00049
,
Figure 112015104233452-pat00050
,
Figure 112015104233452-pat00051
,
Figure 112015104233452-pat00052
)로 구성된 가상의 블록) 역시 상기 다음번의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00053
)이 존재하는 엔진 운전영역(즉, 상기 엔진 제어 맵에서, 상기 다음번의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00054
)이 존재하는 픽셀(PIXEL)의 4개의 꼭지점 좌표(
Figure 112015104233452-pat00055
,
Figure 112015104233452-pat00056
,
Figure 112015104233452-pat00057
,
Figure 112015104233452-pat00058
)로 구성된 가상의 블록)으로 이동할 수 있다. 또한, 상기와 같이 이동한 엔진의 운전영역의 각각의 꼭지점에서의 가중치(Weighting)가 산출되면, 상기 가중치(Weighting)는 반복해서 상기 엔진의 운전영역의 각각의 꼭지점 좌표별로 적산되는 것이다.
상기와 같이 산출된 각각의 좌표에 대한 가중치 요소(Weighting Factor)를 이용하여, 운전자의 운전습관(주행패턴)으로 인해 차량의 엔진에서 발생할 수 있는 다양한 문제들을 능동적으로 해결할 수 있다. 예를 들어, 운전자의 개별 주행패턴을 분석하여, 배출가스 규제치 범위 내에서 최적 연비를 보이도록 엔진을 제어할 수도 있다. 또한, 아이들 영역이나 오버런이 많은 차량은 재생 목표 온도를 낮추어 Uncontrolled Burning 조건에서의 DPF(Diesel Particulate Filter)의 파손을 방지하도록 엔진을 제어할 수도 있다. 또한, 엔진에서 배출하는 스모크는 엔진회전수 및 엔진 부하에 따라 다르게 나타난다. 따라서 스모크가 높은 영역에서 SOOT의 재생을 위해 흡기량을 증가시켜 잦은 DPF 재생을 방지하도록 엔진을 제어할 수도 있다. 또한, 전 부하조건(풀 엑셀 조건)을 주로 운전하는 차량은 터보차저의 보호를 위해, 부스트압력과 연료량을 일정량 낮추도록 엔진을 제어할 수도 있다. 또한, EGR 배기가스의 유량이 높은 영역을 주로 운전하는 차량은 EGR 밸브의 보호를 위해 흡기량을 일정량 높이도록 엔진을 제어할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행패턴 분석방법의 순서도이다. 도 3을 참조할 때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행패턴 분석방법은 주행패턴의 측정조건을 설정하는 단계(S100); 설정된 측정조건에서 엔진회전수와 엔진부하(연료량 또는 엔진토크) 또는 차속과 기어단수로 이루어진 주행패턴(
Figure 112016127795237-pat00059
)을 측정하는 단계(S200); 엔진회전수 및 엔진 부하 또는 차속과 기어단수로 표현되는 엔진 제어 맵 상에서, 측정된 주행패턴(
Figure 112016127795237-pat00060
)에 대한 엔진 운전영역을 도출하는 단계(S300); 상기 측정된 주행패턴으로부터, 상기 엔진 운전영역의 각 꼭지점까지의 거리에 따라 결정되는 각각의 가중치(Weighting)를 계산하는 단계(S400); 상기 계산된 각각의 가중치(Weighting)를 적산하는 단계(S500); 현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나는지 판단하는 단계(S600); 및 현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나는 경우에는, 상기 엔진 운전영역의 모든 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 총 합에 대한 각각의 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 비율인 상기 설정된 측정조건에서의 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 단계(S700);를 포함한다.
상기 차량의 주행패턴 분석방법은 현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나지 않는 경우에는 상기 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00061
)을 측정하는 단계(S200)를 다시 수행하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 최초의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00062
)에 대한 가중치(Weighting)를 산출한 후, 현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나지 않는 경우에는 다음번 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00063
)에 대한 가중치(Weighting)를 산출하는 것이다. 상기 최초의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00064
)과 상기 다음번 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00065
)은 변동될 수 있다. 이에 따라, 최초의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00066
)이 존재하는 엔진 운전영역(즉, 상기 엔진 제어 맵에서, 상기 최초의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00067
)이 존재하는 픽셀(PIXEL)의 4개의 꼭지점 좌표(
Figure 112015104233452-pat00068
,
Figure 112015104233452-pat00069
,
Figure 112015104233452-pat00070
,
Figure 112015104233452-pat00071
)로 구성된 가상의 블록) 역시 상기 다음번의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00072
)이 존재하는 엔진 운전영역(즉, 상기 엔진 제어 맵에서, 상기 다음번의 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00073
)이 존재하는 픽셀(PIXEL)의 4개의 꼭지점 좌표(
Figure 112015104233452-pat00074
,
Figure 112015104233452-pat00075
,
Figure 112015104233452-pat00076
,
Figure 112015104233452-pat00077
)로 구성된 가상의 블록)으로 이동할 수 있다.
상기 설정하는 단계(S100)에서 주행패턴의 측정조건은 설정한 시간까지 계속해서 주행패턴을 측정하는 조건일 수도 있다. 예를 들어, 측정 개시 후 30시간으로 설정할 수도 있다. 또한, 상기 설정하는 단계(S100)에서 주행패턴의 측정조건은 설정한 시간대 또는 요일 동안 계속해서 주행패턴을 측정하는 조건일 수도 있다. 예를 들어, 30일 동안의 오전 9시에서 10시 사이이거나, 8주 동안의 월요일 등으로 설정할 수 있다.
상기 설정하는 단계(S100)에서 주행패턴의 측정조건은 냉각수의 온도가 기설정된 제1온도 이상이고, 기설정된 제2온도 이하인 경우에는 계속해서 주행패턴을 측정하는 조건일 수도 있다. 즉, 냉각수 온도 조건에 따른 주행패턴을 분석할 수도 있는 것이다.
상기 엔진 운전영역을 도출하는 단계(S300)에서 상기 엔진 운전영역은 상기 엔진 제어 맵에서, 상기 측정된 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00078
)이 존재하는 픽셀의 4개의 꼭지점 좌표(
Figure 112015104233452-pat00079
,
Figure 112015104233452-pat00080
,
Figure 112015104233452-pat00081
,
Figure 112015104233452-pat00082
)로 구성된 가상의 블록(BLOCK)인 것을 특징으로 한다. 즉, 엔진 제어 맵은 리니어한 테이블이 아니고, 각각의 픽셀(PIXEL)이 집합되어 형성된 가상의 블록(BLOCK)이다. 따라서, 상기 측정된 주행패턴(
Figure 112015104233452-pat00083
)이 픽셀 내부에 존재할 수 있고, 이 경우 픽셀의 4개의 꼭지점 좌표(
Figure 112015104233452-pat00084
,
Figure 112015104233452-pat00085
,
Figure 112015104233452-pat00086
,
Figure 112015104233452-pat00087
)로 구성된 가상의 블록(BLOCK)은 엔진의 운전영역을 의미하게 된다. 따라서, 픽셀 한 칸의 변경이 엔진 제어에 미치는 영향을 백분율(%)로 나타낼 수 있으므로, 엔진 제어 변수의 변경에 따른 연비 또는 배출가스 변화량의 예측이 용이하다.
상기 가중치(Weighting)를 계산하는 단계(S400)는 하기의 수학식 1에 따라, 상기 엔진 운전영역의 4개의 꼭지점에 대한 각각의 가중치(Weighting)를 계산하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112015104233452-pat00088
여기서,
Figure 112015104233452-pat00089
는
Figure 112015104233452-pat00090
의 좌측 상단 꼭지점
Figure 112015104233452-pat00091
에서의 가중치(weighting)이고,
Figure 112015104233452-pat00092
는
Figure 112015104233452-pat00093
의 우측 상단 꼭지점
Figure 112015104233452-pat00094
에서의 가중치(weighting)이고,
Figure 112015104233452-pat00095
는
Figure 112015104233452-pat00096
의 좌측 하단 꼭지점
Figure 112015104233452-pat00097
에서의 가중치(weighting)이고,
Figure 112015104233452-pat00098
는
Figure 112015104233452-pat00099
의 우측 하단 꼭지점
Figure 112015104233452-pat00100
에서의 가중치(weighting)이다.
즉, 차량의 실제 운전영역인 측정된 주행패턴
Figure 112015104233452-pat00101
가 4개의 꼭지점 좌표(
Figure 112015104233452-pat00102
,
Figure 112015104233452-pat00103
,
Figure 112015104233452-pat00104
,
Figure 112015104233452-pat00105
)로 구성된 엔진의 운전영역의 각각의 꼭지점에 가까울수록 가중치(Weighting)를 크게 설정하고, 멀수록 작게 설정한 것이다.
상기 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 단계(S700)는 하기의 수학식 2에 따라, 상기 설정된 측정조건에서의 각각의 좌표에 대한 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112015104233452-pat00106
여기서,
Figure 112015104233452-pat00107
는 좌표
Figure 112015104233452-pat00108
에서의 적산된 가중치(weighting)이고,
Figure 112015104233452-pat00109
은 상기 엔진의 운전영역의 모든 좌표에서의 적산된 가중치(weighting)의 총 합이며,
Figure 112015104233452-pat00110
은 좌표
Figure 112015104233452-pat00111
에서의 가중치 요소(Weighting Factor)이다.
Figure 112015104233452-pat00112
은 적산하는 단계(S500)에서 산출된다.
예를 들어 설명하면, 도 2에 도시된 것과 같이, 주행패턴
Figure 112015104233452-pat00113
는 시간이 지남에 따라 변화할 수 있다(도 2에서는
Figure 112015104233452-pat00114
에서
Figure 112015104233452-pat00115
까지 현재 측정조건이 설정된 측정조건을 만족하여 주행패턴이 측정된 것으로 가정함). 이에 따라, 4개의 꼭지점 좌표(
Figure 112015104233452-pat00116
,
Figure 112015104233452-pat00117
,
Figure 112015104233452-pat00118
,
Figure 112015104233452-pat00119
)로 구성된 엔진의 운전영역 역시 변화한다. 즉, 상기 엔진의 운전영역에서
Figure 112015104233452-pat00120
,
Figure 112015104233452-pat00121
,
Figure 112015104233452-pat00122
,
Figure 112015104233452-pat00123
는 모두 좌표
Figure 112015104233452-pat00124
에 해당하게 되는 것이다.
그리고 좌표
Figure 112015104233452-pat00125
에서의 가중치(weighting)의 총 합인
Figure 112015104233452-pat00126
은 하기의 수학식 3과 같이 표현된다. 즉,
Figure 112015104233452-pat00127
는 상기 계산된 가중치를 적산하는 단계(S500)에서의 결과값이 되는 것이다. (S500 단계 참조)
Figure 112015104233452-pat00128
이와 같은 원리로, 도 2에 도시된 각각의 좌표에서의 가중치(weighting)의 총 합은 하기의 수학식 4와 같이 표현된다. (S500 단계 참조)
Figure 112015104233452-pat00129
이를 이용하여, 좌표
Figure 112015104233452-pat00130
에서의 가중치 요소(Weighting Factor)인
Figure 112015104233452-pat00131
은 하기의 수학식 5와 같이 표현된다. (S700 단계 참조)
Figure 112015104233452-pat00132
즉, 주행패턴의 측정종료 이후, 상기 엔진의 운전영역의 모든 좌표에서의 가중치(weighting)의 총 합에 대한 각각의 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 비율이 상기 설정된 측정조건에서의 각각의 좌표에서의 가중치 요소(Weighting Factor)로 산출하는 것이다. 이후, 상기한 바와 같이, 산출된 각각의 좌표에서의 가중치 요소(Weighting Factor)를 이용하여, 운전자의 운전습관으로 인해 차량의 엔진에서 발생할 수 있는 다양한 문제들을 능동적으로 해결할 수 있는 것이다.
도 4는 차량의 주행패턴 분석장치의 블록도이다. 도 4를 참조할 때, 차량의 주행패턴 분석장치는 저장매체(100), 측정부(200) 및 연산부(300)를 포함한다.
상기 저장매체(100)는 상기 차량의 주행패턴 분석방법, 상기 엔진 제어 맵, 상기 산출된 가중치(Weighting) 및 상기 산출된 가중치 요소(Weighting Factor) 등이 저장될 수 있다.
상기 측정부(200)는 엔진회전수와 엔진부하(연료량 또는 엔진토크)를 측정한다. 또는 차속과 기어단수를 측정할 수도 있다. 또한, 측정부(200)는 냉각수의 온도를 측정할 수도 있다.
상기 연산부(300)는 상기 측정부(200)에서 측정된 엔진회전수와 엔진부하(연료량 또는 엔진토크) 또는 차속과 기어단수를 기초로, 상기 차량의 주행패턴 분석방법에 따라 가중치(Weighting) 및 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출한다.
도 5는 차량의 주행패턴 분석방법에서 산출된 가중치 요소를 테이블로 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법의 순서도이다. 도 5 및 도 6을 참조할 때, 본 발명에 따른 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법은 엔진 운전영역의 모든 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 총 합에 대한 각각의 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 비율인, 각각의 좌표에 대한 차량 주행패턴에 따른 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 단계(S10); 현재 LNT(Lean NOx Trap)가 탈황모드인지 여부를 판단하는 단계(S20); 현재 LNT(Lean NOx Trap)가 탈황모드가 아닌 경우에는, 상기 가중치 요소의 테이블에서 탈황 문제 영역을 설정하는 단계(S30); 상기 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)이 기설정된 제 1 기준값 이상인지 판단하는 단계(S40); 상기 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)이 기설정된 제 1 기준값 이상인 경우에는, LNT에 쌓인 SOx의 양이 기설정된 제 2 기준값 이상인지 판단하는 단계(S50); 및 LNT에 쌓인 SOx의 양이 기설정된 제 2 기준값 이상인 경우에는, LNT를 탈황(DeSOx)하는 단계(S60);를 포함한다.
차량 주행패턴에 따른 가중치 요소를 산출하는 단계(S10)에서는 상기 S100 내지 상기 S700 단계를 수행하여, 차량 주행패턴에 따른 가중치 요소를 산출한다. 이때 산출된 가중치 요소는 도 5의 테이블과 같이 표현될 수 있다. 또한, 현재 LNT(Lean NOx Trap)가 탈황 중인 경우에는 본 발명에 따른 제어가 곤란하므로, 현재 LNT(Lean NOx Trap)가 탈황모드인지 여부를 판단하는 단계(S20)를 수행한다.
상기 가중치 요소의 테이블에서 탈황 문제 영역을 설정하는 단계(S30)는 LNT의 탈황모드 진입시기 및 탈황시간을 제어하는 인자로 활용하기 위해, 엔진회전수와 엔진부하로 구성된 가중치 요소 테이블에서 LNT의 탈황모드가 안정적으로 진행되지 않는 영역을 설정하는 단계이다. 즉, LNT의 탈황모드가 안정적으로 진행되지 않는 경우에는, LNT의 탈황모드에 빈번하게 진입하게 되므로, LNT의 탈황모드 전에 수행되는 LNT 히팅모드 역시 빈번하게 수행된다. LNT 히팅모드에서는 연료 후분사가 이루어지므로, 잦은 LNT 히팅모드 수행으로 인해 연료 후분사량이 과다하게 증가될 수 있다. 따라서, 엔진 오일 내부에 연료가 섞이는 현상인 오일 희석(OIL DILUTION)이 과다하게 일어난 우려가 있다. 또한, 오일 희석으로 인해 엔진의 파손이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, LNT의 탈황모드가 안정적으로 진행되지 않는 영역을 탈황 문제 영역으로 설정하는 것이다.
상기 탈황 문제 영역, 즉 LNT 탈황모드가 안정적으로 진행되지 않는 영역은 엔진 부하가 아주 낮게나 아주 높은 영역이다. 예를 들어, 도 5를 참조할 때, 상기 탈황 문제 영역은 엔진부하가 5% 이하이거나, 엔진부하가 40% 이상인 영역으로 설정될 수 있다.
상기 제 1 기준값 이상인지 판단하는 단계(S40)에서 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)과 제 1 기준값을 비교한다. 상기 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)은 차량의 전체 주행 중 탈황 문제 영역에서의 주행 비율(%)을 의미한다. 예를 들어, 도 5에서는 0.7 + 2.1 + 2.3 + 0.8 + 0.3 + 0.3 + 0.1 + 7.2 + 7.3 + 2.0 + 0.6 + 0.2 + 0.1 + 0.0 + 8.6 + 10.3 + 6.2 + 1.8 + 0.1 + 0.0 + 0.0 이므로 51이 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)이 되고, 이는 차량의 전체 주행 중 탈황 문제 영역에서의 주행 비율이 51% 인 것을 의미한다.
LNT에 쌓인 SOx의 양이 기설정된 제 2 기준값 이상인지 판단하는 단계(S50)에서 제 2 기준값은 통상의 LNT 탈황모드의 SOx량의 기준값보다 크게 설정된다. 이는 LNT 탈황모드에 진입하기 어렵도록 하여, LNT의 탈황주기를 증대시키기 위함이다.
상기 LNT를 탈황(DeSOx)하는 단계(S60)는 LNT 탈황(DeSOx)모드에 진입하는 단계(S61); LNT 탈황(DeSOx)시간이 기설정된 시간을 초과하는지 판단하는 단계(S62); 및 LNT 탈황(DeSOx)시간이 기설정된 시간을 초과하는 경우에는 LNT 탈황(DeSOx)모드를 종료하는 단계(S63);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
LNT 탈황(DeSOx)모드에 진입하는 단계(S61)는 통상의 LNT 탈황모드와 같이, SOx가 LNT로부터 이탈되도록, LNT 내부를 고온이고 분사연료량이 농후(RICH)한 조건으로 형성하는 단계이다.
이때, 상기 기설정된 시간은 통상의 LNT 탈황(DeSOx)시간보다 짧게 설정된다. 따라서, 탈황시간 단축에 따라, 잦은 LNT의 탈황모드 진입에 따라 연료 후분사량이 과다하게 증가되는 것을 방지하여, 오일 희석 현상 및 이에 따른 엔진의 파손을 방지할 수 있다.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
100 저장매체
200 측정부
300 연산부

Claims (13)

  1. 엔진 운전영역의 모든 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 총 합에 대한 각각의 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 비율인, 각각의 좌표에 대한 차량 주행패턴에 따른 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 단계(S10);
    현재 LNT(Lean NOx Trap)가 탈황모드인지 여부를 판단하는 단계(S20);
    현재 LNT(Lean NOx Trap)가 탈황모드가 아닌 경우에는, 상기 가중치 요소의 테이블에서 탈황 문제 영역을 설정하는 단계(S30);
    상기 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)이 기설정된 제 1 기준값 이상인지 판단하는 단계(S40);
    상기 탈황 문제 영역 내부의 가중치 요소의 합(K)이 기설정된 제 1 기준값 이상인 경우에는, LNT에 쌓인 SOx의 양이 기설정된 제 2 기준값 이상인지 판단하는 단계(S50); 및
    LNT에 쌓인 SOx의 양이 기설정된 제 2 기준값 이상인 경우에는, LNT를 탈황(DeSOx)하는 단계(S60);
    를 포함하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 LNT를 탈황(DeSOx)하는 단계(S60)는 LNT 탈황(DeSOx)모드에 진입하는 단계(S61);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 LNT를 탈황(DeSOx)하는 단계(S60)는 LNT 탈황(DeSOx)시간이 기설정된 시간을 초과하는지 판단하는 단계(S62);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 LNT를 탈황(DeSOx)하는 단계(S60)는 LNT 탈황(DeSOx)시간이 기설정된 시간을 초과하는 경우에는 LNT 탈황(DeSOx)모드를 종료하는 단계(S63);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 탈황 문제 영역은 엔진부하가 5% 이하이거나, 엔진부하가 40% 이상인 영역인 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 차량 주행패턴에 따른 가중치 요소를 산출하는 단계(S10)는 주행패턴의 측정조건을 설정하는 단계(S100);
    설정된 측정조건에서 엔진회전수와 엔진부하 또는 차속과 기어단수로 이루어진 주행패턴(
    Figure 112016127795237-pat00133
    )을 측정하는 단계(S200);
    엔진회전수 및 엔진 부하 또는 차속과 기어단수로 표현되는 엔진 제어 맵 상에서, 측정된 주행패턴(
    Figure 112016127795237-pat00134
    )에 대한 엔진 운전영역을 도출하는 단계(S300);
    상기 측정된 주행패턴(
    Figure 112016127795237-pat00135
    )으로부터, 상기 엔진 운전영역의 각 꼭지점까지의 거리에 따라 결정되는 각각의 가중치(Weighting)를 계산하는 단계(S400);
    상기 계산된 각각의 가중치(Weighting)를 상기 엔진 운전영역 상의 좌표별로 적산하는 단계(S500);
    현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나는지 판단하는 단계(S600); 및
    현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나는 경우에는, 상기 엔진 운전영역의 모든 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 총 합에 대한 각각의 좌표에서의 적산된 가중치(Weighting)의 비율인 상기 설정된 측정조건에서의 각각의 좌표에 대한 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 단계(S700);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 엔진 운전영역을 도출하는 단계(S300)에서 상기 엔진 운전영역은 상기 엔진 제어 맵에서, 상기 측정된 주행패턴(
    Figure 112015104233452-pat00136
    )이 존재하는 픽셀(PIXEL)의 4개의 꼭지점 좌표(
    Figure 112015104233452-pat00137
    ,
    Figure 112015104233452-pat00138
    ,
    Figure 112015104233452-pat00139
    ,
    Figure 112015104233452-pat00140
    )로 구성된 가상의 블록(BLOCK)인 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    현재의 측정조건이 상기 설정된 측정조건을 벗어나지 않는 경우에는 상기 주행패턴(
    Figure 112015104233452-pat00141
    )을 측정하는 단계(S200)를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 설정하는 단계(S100)에서 주행패턴의 측정조건은 설정한 시간까지 계속해서 주행패턴을 측정하는 조건인 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 설정하는 단계(S100)에서 주행패턴의 측정조건은 설정한 시간대 또는 요일 동안 계속해서 주행패턴을 측정하는 조건인 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 설정하는 단계(S100)에서 주행패턴의 측정조건은 냉각수의 온도가 기설정된 제1온도이상이고, 기설정된 제2온도 이하인 경우에는 계속해서 주행패턴을 측정하는 조건인 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 가중치(Weighting)를 계산하는 단계(S400)는 하기의 수식에 따라, 상기 엔진 운전영역의 4개의 꼭지점에 대한 각각의 가중치(Weighting)를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
    Figure 112015104233452-pat00142

    (여기서,
    Figure 112015104233452-pat00143
    는
    Figure 112015104233452-pat00144
    의 좌측 상단 꼭지점
    Figure 112015104233452-pat00145
    에서의 가중치(weighting)이고,
    Figure 112015104233452-pat00146
    는
    Figure 112015104233452-pat00147
    의 우측 상단 꼭지점
    Figure 112015104233452-pat00148
    에서의 가중치(weighting)이고,
    Figure 112015104233452-pat00149
    는
    Figure 112015104233452-pat00150
    의 좌측 하단 꼭지점
    Figure 112015104233452-pat00151
    에서의 가중치(weighting)이고,
    Figure 112015104233452-pat00152
    는
    Figure 112015104233452-pat00153
    의 우측 하단 꼭지점
    Figure 112015104233452-pat00154
    에서의 가중치(weighting)임.)
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 단계(S700)는 하기의 수식에 따라, 상기 설정된 측정조건에서의 각각의 좌표에 대한 가중치 요소(Weighting Factor)를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행패턴 분석방법을 이용한 잦은 탈황모드 진입방지방법.
    Figure 112015104233452-pat00155

    (여기서,
    Figure 112015104233452-pat00156
    는 좌표
    Figure 112015104233452-pat00157
    에서의 적산된 가중치(weighting)이고,
    Figure 112015104233452-pat00158
    은 엔진 운전영역의 모든 좌표에서의 적산된 가중치(weighting)의 총 합이며,
    Figure 112015104233452-pat00159
    은 좌표
    Figure 112015104233452-pat00160
    에서의 가중치 요소(Weighting Factor)임.)
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