KR101766699B1 - 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법은, 하이브리드 차량에서 엔진을 시동할 때에 엔진 공연비의 목표 값을 농후하게 설정하는 것과, 엔진을 시동할 때에 이전 엔진 구동 종료 시에 유입된 공기량을 반영하여 촉매정화 기능을 실행하기 위하여 엔진 공연비의 목표 값을 농후하게 설정하는 것을 중복 실행하지 않도록 하기 위한 구성으로 이루어진다. 따라서, 본 발명은 하이브리드 차량으로부터 배출되는 HC(Hydro Carbon) 배기가스를 줄일 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 촉매 정화 방법{CATALYST PURGE METHOD OF HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 재 시동 시 엔진 공연비 설정 과정과 일정 수준 이상의 포집된 산소를 제거하기 위한 엔진 공연비 설정 과정이 중복으로 실행되는 것을 방지할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 하이브리드 차량에 구비되는 제어기를 살펴보면 차량 전반의 제어를 담당하는 최상위 제어기인 하이브리드 제어유닛(HCU: Hybrid Control Unit)가 탑재되어 있고, 또한 시스템을 구성하는 각 장치별로 제어기를 구비하고 있다.

예컨대, 엔진 작동의 전반을 제어하는 엔진 제어기(Engine Control Unit, 이하 "엔진 ECU"라 함), 전기모터 작동의 전반을 제어하는 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU), 변속기를 제어하는 변속기 제어기(Transmission Control Unit, TCU), 배터리의 작동을 제어하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)등이 구비되어 있다.

이러한 제어기들은 HCU를 중심으로 CAN 통신라인(예: 500kbps)으로 연결되어, 제어기들 상호 간에 정보를 주고 받으면서 상위 제어기는 하위 제어기에 명령을 전달하도록 되어 있다.

이와 같이 하이브리드 차량에서는 HCU를 상위 제어기로 하여 이를 포함한 복수개의 제어기들이 상호 간 협조 제어를 수행한다.

즉, 하이브리드 제어유닛(HCU)는 각 제어기들과 CAN 통신을 통해 상호 간 정보를 교환하고, 또한 하위 제어기들을 제어하는데, 엔진제어유닛(ECU)와의 사이에서는 하이브리드 제어유닛(HCU)가 엔진제어유닛(ECU)으로부터 엔진 토크 및 엔진 회전수 정보, 시동키 정보, 스로틀/엔진수온 정보 등을 전달받도록 되어 있다.

또한, 하이브리드 제어유닛(HCU)이 엔진제어유닛(ECU)에 연료분사명령, 엔진 스톱 명령, 연료분사금지 명령, 전기모터 시동 정보, 아이들 스톱 정보 등을 전달하도록 되어 있다.

이와 같이, 하이브리드 차량에서는 제어기간의 협조제어가 매우 중요하며, 이러한 제어기 간의 협조 제어는 시동시부터 사용자가 시동키를 오프할 때까지 매 경우에 수행되고 있다.

특히, 시동시, 공회전 안정화 시, 발진 가속시, 감속시, 아이들 스톱 시, 재시동시 등 무수히 많은 협조제어 범위가 존재하며, 이에 대한 각 제어기별 제어조건이 다르게 작동한다.

이러한 협조제어의 일례로서, 종래에 하이브리드 제어유닛(HCU) 및 엔진제어유닛(ECU) 간의 협조제어를 예로 들면, 엔진 구동 중 하이브리드 제어유닛(HCU)에 의한 강제 엔진 종료 시, 엔진제어유닛(ECU)은 연료 분사를 중지함에 따라 엔진 자체 관성에 의해 엔진 정지시까지 회전을 하게 되면서 촉매에 연소되지 않는 외부공기가 유입되어 촉매에 필요 이상의 산소가 포집된다.

여기서, 상기 언급된 촉매는 산화, 환원 반응을 통해 배기가스를 정화하기 위해 적당량의 산소를 포집해야 하지만 외부공기 유입으로 인해 일정 수준 이상의 산소가 포집되면 환원 기능이 저하된다.

즉, 엔진제어유닛(ECU)은 엔진 정지 시의 외부공기 유입량을 계산하여 저장하고 있다가 하이브리드 제어유닛(HCU)의 요청에 의한 엔진 재시동시, 공연비 목표 값을 농후하게 설정하여 일정 수준 이상의 포집된 산소를 제거하기 위한 촉매정화 기능을 중복 수행하도록 설정한다.

이때, 종래 기술에 의할 경우 엔진 재시동시에 발생하는 농후한 공연비에 의한 엔진 구동을 실행하는 것 자체가 배기가스를 많이 배출하는 것인데, 이에 더하여 상기와 같이 일정 수준 이상의 포집된 산소를 제거하기 위해 공연비 목표 값을 농후하게 설정하여 촉매정화 기능을 중복 실행함에 따라 배기가스 발생율이 높아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 엔진제어유닛에서 엔진 시동 시의 촉매정화 기능을 일정 시간 동안 보류한 후 설정된 시간이 경과되면 촉매정화 기능을 실행하여 하이브리드 차량으로부터 배출되는 HC(Hydro Carbon) 배기가스를 줄일 수 있도록 하기 위한 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법은, 하이브리드 차량의 엔진제어유닛에서 엔진 시동에 대한 제1 조건과, 엔진 공연비의 목표 값을 미리 정해진 기준 값보다 초과 설정하는지에 대한 제2 조건을 충족하는지를 판정하는 판정 단계, 상기 제1 조건 및 상기 제2 조건을 충족하면 상기 제2 조건의 충족으로 실행되는 촉매정화 기능의 실행을 보류하고 상기 제1 조건에 상응하는 엔진 구동을 실행하는 촉매정화 보류 단계 및 상기 촉매정화 기능의 실행을 보류한 후 미리 정해진 시간이 경과 하면 상기 촉매정화 기능을 실행하는 촉매정화 실행 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 엔진제어유닛은 상기 엔진 시동 이전에 상기 하이브리드 차량의 인젝션 중지 후 엔진 정지 시까지의 외부공기 유입량을 계산하여 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 촉매정화 실행 단계는 상기 외부공기 유입량을 반영한 배기가스 배출환경에 기초하여 상기 촉매정화 기능을 실행하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에서는 엔진제어유닛에서 엔진 시동 시의 촉매정화 기능을 일정 시간 동안 보류한 후 설정된 시간이 경과되면 촉매정화 기능을 실행함으로써, 하이브리드 차량으로부터 배출되는 HC(Hydro Carbon) 배기가스를 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 촉매 정화 시스템을 일실시 예로 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 하이브리드 차량의 촉매 정화 시스템의 동작 과정을 일실시 예로 나타내는 도면, 및
도 3은 도 1에 도시된 하이브리드 차량의 촉매 정화 시스템의 동작 과정을 다른 실시 예로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 촉매 정화 시스템의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 촉매 정화 시스템을 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 1에 단지 예로써 나타낸 바와 같이, 하이브리드 차량의 촉매 정화 시스템은 하이브리드 차량에서 엔진을 시동할 때 또는 시동 이후에 엔진 공연비의 목표 값을 농후하게 설정하게 되는 경우, 이전 엔진 구동 구간에서 생성된 포집 산소를 제거하기 위해 촉매정화 기능을 실행할 수 있는데 이러한 촉매정화 기능의 원활한 수행을 위하여 엔진 공연비의 목표 값을 더불어 농후하게 설정하게 될 때, 엔진 공연비의 목표 값을 중복하여 농후하게 설정한 후 이를 동시 실행하는 것을 방지하기 위한 것이다.

이를 위해, 본 발명에서는 엔진을 시동할 때 또는 시동 이후에 엔진 공연비의 목표 값을 농후하게 설정하게 되는 경우, 해당 설정에 의거하여 엔진 구동을 실행하여야 하는 것이므로 더불어 설정된 촉매정화 기능의 수행을 일정 시간 지연시킨 후 촉매정화 기능을 별도 수행하는 구성을 갖춘다.

예를 들면, 하이브리드 차량에서 엔진을 구동하던 중에 하이브리드 제어유닛(HCU, 100)에 의한 강제 엔진 종료 시, 엔진제어유닛(ECH, 200)은 연료 분사를 중지함에 따라 엔진 자체 관성에 의해 엔진 정지시까지 회전을 하게 되면서 촉매에 연소되지 않는 외부공기가 유입되어 촉매에 필요 이상의 산소가 포집된다.

여기서, 상기 촉매는 산화, 환원 반응을 이용하여 배기가스에 대한 정화를 수행하는 것으로, 이를 위해 적당량의 산소를 포집해야 하는 것이지만 상기에 언급된 바와 같이 외부공기 유입으로 인해 일정 수준 이상의 산소가 포집되면 환원 기능의 저하가 일어난다.

이와 같은 기능 저하의 문제를 극복하기 위해, 엔진제어유닛(ECH, 200)은 엔진 정지 시의 외부공기 유입량을 계산하여 저장하고 있다가, 이후 하이브리드 제어유닛(HCU, 100)의 요청에 의한 엔진 시동 시에 공연비 목표 값을 농후하게 설정하여 일정 수준 이상의 포집된 산소를 제거하기 위한 촉매정화 기능을 수행하도록 설정한다.

즉, 공연비 목표 값이 농후하다는 것은 산소가 많다는 뜻으로 이와 상응하여 연료 공급도 많아진다는 것을 의미하는바, 상기와 같이 포집된 산소가 많은 경우 이에 상응하여 연료 공급을 하도록 한다는 것을 의미한다.

하지만, 엔진제어유닛(ECH, 200)은 상기 언급된 촉매정화 기능을 수행하는 것과 엔진 시동에 상응하는 엔진 구동을 함께 수행하는 경우 배기가스의 배출량이 커지는 것을 방지하기 위해, 촉매정화 기능의 수행을 일정 시간 지연시킨 후 특정된 시간이 경과 되면 보류되었단 촉매정화 기능을 수행하도록 이루어진다.

도 2는 도 1에 도시된 하이브리드 차량의 촉매 정화 시스템의 동작 과정을 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 2에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법은 엔진을 구동하던 중에 하이브리드 제어유닛(HCU, 100)의 엔진 정지명령을 엔진제어유닛(ECH, 200)가 수령하는 것으로 진행된다(S100).

이후, 엔진제어유닛(ECH, 200)은 엔진 정지명령을 수행하여 인젝션을 중지하게 되고(S102), 이러한 과정에서 엔진 정지가 이루어졌다고 하더라도 구동중에 있던 엔진은 곧바로 정지하는 것이 아니므로 실질적으로 엔진이 정지할 때까지 외부 공기가 일정량 유입된다.

이에, 엔진제어유닛(ECH, 200)은 유입된 외부공기 유입량을 계산한 후 계산한 외부공기 유입량을 저장한다(S104 및 S106).

사용자의 차량 시동에 의해, 하이브리드 제어유닛(HCU, 100)은 응답하여 엔진시동을 엔진제어유닛(ECH, 200)에 요청한다(S108).

S108 단계의 엔진 시동 요청에 따라, 엔진제어유닛(ECH, 200)은 엔진 시동을 이룬 후 엔진 시동이 이루어졌는지에 대한 제1 조건의 충족을 판정한다(S110 및 S112).

S112 단계에서 제1 조건을 충족하면 엔진 시동에 상응하여 엔진 공연비의 목표 값이 농후하게 설정된 것으로 판정하고, 이전 엔진 구동 구간에서 발생한 외부공기 유입량의 산소 포집을 제거하기 위한 촉매정화 기능의 실행을 위하여 엔진 공연비의 목표 값을 추가적으로 농후하게 설정하게 되는지에 대한 제2 조건의 충족 여부를 판정한다(S114).

이후, 상기의 제1 조건 및 제2 조건을 모두 충족하면 제2 조건의 충족으로 실행되어야 할 촉매정화 기능의 실행을 일정 시간 동안 보류한다(S116).

이후 촉매정화 기능을 지연시키기 위한 설정 시간이 경과 되면, 보류 중에 있던 촉매정화 기능을 수행한다(S118 및 S120).

도 3은 도 1에 도시된 하이브리드 차량의 촉매 정화 시스템의 동작 과정을 다른 실시 예로 나타내는 도면이다. 도 3에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법은 엔진 시동이 이루어진 시점 이후에 엔진 공연비의 목표 값이 기준 값 이상으로 농후해지는 시점이 도래하는지에 대한 제3 조건의 충족 여부를 판정한다(S200 및 S202).

S202 단계에서 제3 조건을 충족하면, 도 2에 언급되었던 S114 단계 내지 S122 단계와 같은 과정을 수행하게 된다.

즉, 제3 조건을 충족하면 제3 조건의 충족으로 실행되기 위한 촉매정화 기능을 미리 정해진 일정 시간 동안 보류하고(S204), 엔진 시동 이후 엔진 공연비의 목표 값이 기준 값 이상으로 농후해지는 시점에 대한 엔진 구동을 지속한다(S206).

엔진 구동을 지속한 이후 미리 정해진 일정 시간이 경과 되면 상기에서 보류되었던 촉매정화 기능을 수행한다(S208 및 S210).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명은 하이브리드 차량에서 엔진을 시동할 때에 엔진 공연비의 목표 값을 농후하게 설정하는 것과, 엔진을 시동할 때에 이전 엔진 구동 종료 시에 유입된 공기량을 반영하여 촉매정화 기능을 실행하기 위하여 엔진 공연비의 목표 값을 농후하게 설정하는 것을 중복 실행하지 않도록 하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100: 하이브리드 제어유닛 200: 엔진제어유닛

Claims (3)

1. 하이브리드 차량의 엔진제어유닛에서 엔진 시동에 대한 제1 조건과, 엔진 공연비의 목표 값을 미리 정해진 기준 값보다 초과 설정하는지에 대한 제2 조건을 충족하는지를 판정하는 판정 단계;
   상기 제1 조건 및 상기 제2 조건을 충족하면 상기 제2 조건의 충족으로 실행되는 촉매정화 기능의 실행을 보류하고 상기 제1 조건에 상응하는 엔진 구동을 실행하는 촉매정화 보류 단계; 및
   상기 촉매정화 기능의 실행을 보류한 후 미리 정해진 시간이 경과 하면 상기 촉매정화 기능을 실행하는 촉매정화 실행 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 엔진제어유닛은 상기 엔진 시동 이전에 상기 하이브리드 차량의 연료의 인젝션 중지 후 엔진 정지 시까지의 외부공기 유입량을 계산하여 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 촉매정화 실행 단계는 상기 외부공기 유입량을 반영한 배기가스 배출환경에 기초하여 상기 촉매정화 기능을 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 촉매 정화 방법.
   
   
   
   

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