KR101797049B1 - 촉매고장 판정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촉매고장 판정 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 촉매고장 판정 방법은 촉매 후단센서로부터 실제 출력되는 출력값과 이러한 출력값에 대한 출력평균값의 차이를 적산하는 방식으로 당해 카운트 주기에 대한 출력적산값을 산출한 후, 이러한 출력적산값이 미리 정해진 적산평균값을 초과하는 경우에는 가속구간 또는 정속구간에서 순간적인 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 공기량의 변화량에 의해 촉매 후단센서의 변위차가 일시적으로 커지는 현상에 의한 것으로 간주하여 이 경우에 대한 출력적산값을 촉매고장 판정을 위한 인자로 설정하는 것에서 제외하기 위한 구성을 갖춘다. 따라서, 본 발명은 실제로 촉매 상태가 열화되지 않은 상태임에도 불구하고 촉매진단 에러로 판정하는 것을 효율적으로 차단할 수 있다.

Description

촉매고장 판정 방법{THE JUDGING METHOD FOR CATALYST BREAKDOWN}

본 발명은 촉매고장 판정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가속구간 또는 정속구간에서 순간적인 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 공기량의 변화량에 의해 촉매 후단센서의 변위차가 일시적으로 커지는 현상으로 인해 촉매진단에 오류가 발생하는 것을 차단하기 위한 촉매고장 판정 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 차량에는 대기환경을 고려하여 차량으로부터 배출되는 유해 배출가스의 증가를 운전자에게 알려주기 위한 제어 시스템이 구비되어 있다.

위 언급된 제어 시스템은 OBD(On Board Diagnostics) 제어 시스템을 일컫는 것으로서, 차량의 배출가스와 관련한 부품의 오작동 또는 고장으로 인해 유해 배출가스가 증가하는 것을 감지하여 차량의 실내 계기판에 정비 지시등을 점등함에 따라 운전자에게 알려주는 시스템이다.

또한, OBD(On Board Diagnostics) 제어 시스템은 OBD 1 버전 및 OBD 2 버전이 있다.

OBD 1 버전은 과거에 사용되던 버전이며, 차량에 고장이 감지된 경우 운전자에게 경고등을 점등시켜 고장난 차량이 유해 배출가스를 많이 배출하기전 수리하도록 하는 것이며 스캔 장비를 통하여 차량 컴퓨터와 통신시 배출가스 제어에 대한 고장 내용과 코드 장비 정보를 제공하는 것을 주요 요지로 한다.

하지만, OBD 1 버전은 전자부품 관련 배선의 단선이나 단락만 감지하는 한계, 센서나 액츄에이터의 비정상적인 작동에 의한 배출가스 증가, 및 엔진 경고등 점등 기준 비표준 등과 같은 문제점들로 인해 OBD 2 버전으로 발전 되었다.

OBD 2 버전은 촉매 정화 효율 성능 감지, 엔진 실화 감지, 산소센서 노후 감지, EGR 감지, 증발가스 감지, 및 연료 공급 시스템 감지 등의 주요 기능이 있다.

이와 같은 배경에서 촉매진단에 대해 에러 여부를 검출하기 위한 종래 기술은 촉매 후단센서(즉, 산소 센서)의 변위량을 이용하는 것이 일반적이다.

즉, 람다 컨트롤에 의해 촉매 후단센서의 신호가 파동을 나타내게 되는데, 열화 촉매일수록 촉매 후단센서의 신호가 촉매 전단센서의 신호와 유사한 형상을 나타낸다.

구체적으로 폐루프 공연비 제어의 한주기를 1회 진단 주기로 사용하여 촉매 후단센서의 주기당 평균값과 실제값과의 차이를 시간에 따라 적산한 후, 촉매진단 카운터가 미리 설정된 임계값을 넘으면 촉매진단이 끝나고 이때의 적산값들의 합을 촉매진단 총 카운터로 나눈 값이 촉매 진단값이며, 이 값이 특정 한계값을 넘으면 촉매진단에 대한 에러로 판정하는 방식이다.

이에 따라, 가속구간 또는 정속구간에서 순간적인 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 공기량의 변화량에 의해 촉매 후단센서의 변위차가 일시적으로 커지는 현상이 발생하면, 실제로 촉매 상태가 열화되지 않은 상태임에도 불구하고 촉매 진단값이 일시적으로 특정 한계값을 넘게 되어 촉매에 이상이 있는 것으로 판정하게 되는 불합리한 부분이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 촉매 후단센서로부터 실제 출력되는 출력값과 이러한 출력값에 대한 출력평균값의 차이를 적산하는 방식으로 당해 카운트 주기에 대한 출력적산값을 산출한 후, 이러한 출력적산값이 미리 정해진 적산평균값을 초과하는 경우에는 가속구간 또는 정속구간에서 순간적인 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 공기량의 변화량에 의해 촉매 후단센서의 변위차가 일시적으로 커지는 현상에 의한 것으로 간주하여 이 경우에 대한 출력적산값을 촉매고장 판정을 위한 인자로 설정하는 것에서 제외함으로써 촉매진단의 정확도를 높이기 위한 촉매고장 판정 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 촉매고장 판정 방법은 촉매감시장치가 당해 카운트 주기에 대해 촉매 후단센서의 출력값과 상기 출력값에 대한 출력평균값 간의 차이를 적산하여 상기 당해 카운트 주기에 대한 출력적산값을 산출하는 제1 산출단계, 상기 출력적산값과 미리 정해진 적산평균값을 비교한 결과를 기초로 상기 출력적산값을 촉매고장 판정을 위한 인자로 결정하는 인자결정단계, 상기 출력적산값을 상기 인자로 결정하는 경우 상기 당해 카운트 주기에 상응하는 비례 진단값을 산출하는 제2 산출단계, 이후 카운트 주기를 증가하여 미리 정해진 한계 카운트까지 상기 제1 산출단계 내지 상기 제2 산출단계를 반복 실행하는 피드백단계, 카운트 주기별 비례 진단값의 총합을 상기 한계 카운트로 나누어 최종 촉매고장판정 진단값을 산출하는 제3 산출단계 및 상기 최종 촉매 고장판정 진단값과 미리 정해진 임계값을 비교한 결과를 기초로 정상 촉매 또는 고장 촉매를 판정하는 최종판정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 비례 진단값은 아래 <수식>을 통해 산출하는 것을 특징으로 한다.

<수식>

비례 진단값 = 제1 출력적산값 / 당해 카운트 주기에 걸린 시간 × 보정값(예: 엔진회전수 및 공기량 포함) + 이전 비례 진단값

바람직하게는, 상기 인자결정단계는 상기 출력적산값이 상기 적산평균값을 초과하면 상기 출력적산값을 상기 촉매고장 판정을 위한 인자에서 제외하고, 상기 출력적산값이 상기 적산평균값을 초과하지 않으면 상기 출력적산값을 상기 촉매고장 판정을 위한 인자로 설정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 최종판정단계는 상기 최종 촉매 고장판정 진단값이 상기 임계값을 초과하면 상기 고장 촉매로 판정하고, 상기 최종 촉매 고장판정 진단값이 상기 임계값을 초과하지 않으면 상기 정상 촉매로 판정하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에서는 촉매 후단센서로부터 실제 출력되는 출력값과 이러한 출력값에 대한 출력평균값의 차이를 적산하는 방식으로 당해 카운트 주기에 대한 출력적산값을 산출한 후, 이러한 출력적산값이 미리 정해진 적산평균값을 초과하는 경우에는 가속구간 또는 정속구간에서 순간적인 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 공기량의 변화량에 의해 촉매 후단센서의 변위차가 일시적으로 커지는 현상에 의한 것으로 간주하여 이 경우에 대한 출력적산값을 촉매고장 판정을 위한 인자로 설정하는 것에서 제외함으로써, 실제로 촉매 상태가 열화되지 않은 상태임에도 불구하고 촉매진단 에러로 판정하는 것을 효율적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 촉매고장 판정 시스템을 일실시 예로 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 의한 촉매감시장치에서 촉매 후단센서의 출력적산값을 산출하는 과정을 일실시 예로 나타내는 도면, 및
도 3은 본 발명에 의한 촉매감시장치의 동작과정을 일실시 예로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 촉매고장 판정 시스템의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 촉매고장 판정 시스템을 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 1에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 촉매고장 판정 시스템은 가속구간 또는 정속구간에서 순간적인 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 공기량의 변화량에 의해 촉매 후단센서의 변위차가 일시적으로 커지는 현상이 발생하는 경우, 실제로 촉매 상태가 열화되지 않은 상태임에도 불구하고 촉매에 이상이 있는 것으로 판정하는 것을 방지하기 위한 것이다.

이를 위해, 본 발명에서는 촉매감시장치(100)가 촉매 후단센서로부터 실제 출력되는 출력값과 이러한 출력값에 대한 출력평균값의 차이를 적산하여 당해 카운트 주기에 대한 출력적산값을 산출하고, 산출한 출력적산값이 미리 정해진 적산평균값을 초과하는 경우에는 상기 산출한 출력적산값을 촉매고장 판정을 위한 인자로 설정하는 것에서 제외하는 방식을 취하고 있다.

즉, 촉매감시장치(100)는 촉매 후단센서로부터 출력되는 변위차가 일정 레벨 이상으로 커지는 경우에는 해당 주기에 상응하는 값을 촉매고장 여부를 판정하기 위한 인자에서 제외함으로써 촉매진단에 있어서의 오진단을 차단할 수 있다.

여기서, 촉매 후단센서의 출력값에 대한 출력평균값은 당해 카운트 주기에서 발생한 출력값들에 대한 평균값을 의미하는 것이고, 출력적산값이라 함은 당해 카운트 주기 내 각 출력값과 출력평균값 간의 차이를 시계열적으로 순차 누적하여 형성되는 값을 일컫는다.

이에 대해 보다 더 구체적으로 설명하고자 도 2에 도시된 도면을 통해 추가 설명하기로 한다. 일례로, 도 2의 상단에 도시된 그래프는 각 카운트 주기별로 촉매 후단센서의 출력값과 출력평균값을 표시한 것이다.

또한, 도 2의 하단에 도시된 그래프는 촉매 후단센서의 출력값과 출력평균값 간의 차이를 적산하여 형성되는 각 카운트 주기별 출력적산값을 표시한 것이다.

적산평균값을 ① 주기의 출력적산값과 ② 주기의 출력적산값의 평균인 것으로 가정하면, ③ 주기의 출력적산값은 적산평균값에 비해 일정 레벨 이상으로 높은 값인 것으로 확인할 수 있는바 촉매 후단센서의 특이 거동에 의해 형성된 것으로 가만되어 촉매고장 여부를 판정하기 위한 인자에서 제외된다.

이후 촉매감시장치(100)는 ③ 주기의 출력적산값을 촉매고장 여부를 판정하기 위한 인자에서 제외하였다하더라도 촉매 진단이 끝날 때까지 촉매 진단을 지속한다.

따라서, 본 발명의 촉매감시장치(100)는 상기에 언급된 바와 같이 촉매 후단센서의 비정상적인 특이 거동에 의해 형성된 값은 촉매고장 여부를 판정하기 위한 인자에서 제외한 후 정상 범위 내로 수렴되는 촉매 후단센서의 출력적산값들의 모든 합을 총 촉매진단 카운터로 나눈 것을 최종 촉매 고장판정 진단값으로 산출하는 로직으로 구현됨으로써, 촉매 후단센서의 특이 거동으로 인해 최종 촉매 고장판정 진단값이 순간적으로 일정 레벨 이상으로 커지는 것을 방지하고, 이와 더불어 촉매진단에 대한 오진단을 차단할 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 촉매감시장치(100)의 동작과정을 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 3에 단지 예로써 도시된 바와 같이 촉매고장 판정 방법은 엔진 구동 후 미리 정해진 촉매진단 조건을 충족하는 경우 촉매감지장치에서 촉매 전단센서의 당해 카운트 주기에 걸린 시간을 측정하고, 당해 카운트 주기에 대한 촉매 후단센서의 출력값과 출력평균값 간의 차이를 적산하여 당해 카운트 주기에 대한 출력적산값을 산출한다(S1 내지 S5).

S5 단계에서 산출한 당해 카운트 주기의 출력적산값이 미리 정해진 적산평균값을 초과하는지를 판정한다(S7).

S7 단계에서 당해 카운트 주기의 출력적산값이 적산평균값을 초과하면 해당 출력적산값을 촉매고장 판정을 위한 인자로 결정하는 것에서 제외한다.

반대로, S7 단계에서 당해 카운트 주기의 출력적산값이 적산평균값을 초과하지 않는 경우에는 해당 출력적산값을 촉매고장 판정을 위한 인자로 결정한 후, 금번 출력적산값과 상응하는 당해 카운트 주기에 대한 비례 진단값을 산출한다(S9).

S9 단계에서의 비례 진단값은 아래 <수식>을 통해 산출하는 것이 가능하다.

<수식>

비례 진단값 = 제1 출력적산값 / 당해 카운트 주기에 걸린 시간 × 보정값(예: 엔진회전수 및 공기량 포함) + 이전 비례 진단값

이후, 촉매감시장치(100)는 당해 카운트 주기 이후의 다음 카운트로 증가한 후 한계 카운트에 도달하였는지를 판정한다(S11 및 S13).

한계 카운트에 도달하지 아니한 경우에는 상기 S3 단계 내지 S13 단계의 과정을 반복실행하며, 한계 카운트에 도달한 경우에는 카운트 주기별 비례 진단값의 총합을 한계 카운트로 나누어 최종 촉매 고장판정 진단값을 산출한다(S15).

S15 단계에서 산출한 최종 촉매 고장판정 진단값과 미리 정해진 임계값과 비교한 결과, 최종 촉매 고장판정 진단값이 임계값을 초과하는 경우에는 고장 촉매로 판정하고 최종 촉매 고장판정 진단값이 임계값을 초과하지 않는 경우에는 정상 촉매로 판정한다(S17 내지 S21).

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 촉매 후단센서로부터 실제 출력되는 출력값과 이러한 출력값에 대한 출력평균값의 차이를 적산하는 방식으로 당해 카운트 주기에 대한 출력적산값을 산출한 후, 이러한 출력적산값이 미리 정해진 적산평균값을 초과하는 경우에는 가속구간 또는 정속구간에서 순간적인 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 공기량의 변화량에 의해 촉매 후단센서의 변위차가 일시적으로 커지는 현상에 의한 것으로 간주하여 이 경우에 대한 출력적산값을 촉매고장 판정을 위한 인자로 설정하는 것에서 제외함으로써 촉매진단의 정확도를 높이기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100: 촉매감지장치

Claims (5)

1. 촉매감시장치가 당해 카운트 주기에 대해 촉매 후단센서의 출력값과 상기 출력값에 대한 출력평균값 간의 차이를 적산하여 상기 당해 카운트 주기에 대한 출력적산값을 산출하는 제1 산출단계;
   상기 출력적산값과 미리 정해진 적산평균값을 비교한 결과를 기초로 상기 출력적산값을 촉매고장 판정을 위한 인자로 결정하는 인자결정단계;
   상기 출력적산값을 상기 인자로 결정하는 경우 상기 당해 카운트 주기에 상응하는 비례 진단값을 산출하는 제2 산출단계;
   이후 카운트 주기를 증가하여 미리 정해진 한계 카운트까지 상기 제1 산출단계 내지 상기 제2 산출단계를 반복 실행하는 피드백단계;
   카운트 주기별 비례 진단값의 총합을 상기 한계 카운트로 나누어 최종 촉매고장판정 진단값을 산출하는 제3 산출단계; 및
   상기 최종 촉매 고장판정 진단값과 미리 정해진 임계값을 비교한 결과를 기초로 정상 촉매 또는 고장 촉매를 판정하는 최종판정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매고장 판정 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 비례 진단값은 아래 <수식>을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 촉매고장 판정 방법.
   <수식>
   비례 진단값 = 제1 출력적산값 / 당해 카운트 주기에 걸린 시간 × 보정값 + 이전 비례 진단값
3. 제1 항에 있어서,
   상기 인자결정단계는 상기 출력적산값이 상기 적산평균값을 초과하면 상기 출력적산값을 상기 촉매고장 판정을 위한 인자에서 제외하고, 상기 출력적산값이 상기 적산평균값을 초과하지 않으면 상기 출력적산값을 상기 촉매고장 판정을 위한 인자로 설정하는 것을 특징으로 하는 촉매고장 판정 방법.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 최종판정단계는 상기 최종 촉매 고장판정 진단값이 상기 임계값을 초과하면 상기 고장 촉매로 판정하고, 상기 최종 촉매 고장판정 진단값이 상기 임계값을 초과하지 않으면 상기 정상 촉매로 판정하는 것을 특징으로 하는 촉매고장 판정 방법.
   
   
5. 제2 항에 있어서,
   상기 보정값은 엔진회전수 및 공기량을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매고장 판정 방법.
   

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