KR20020063373A - 차량 촉매 시스템의 손상 감지 방법 - Google Patents

차량 촉매 시스템의 손상 감지 방법 Download PDF

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Abstract

차량 촉매 시스템의 손상 여부를 감지하기 위한 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 차량의 촉매 손상 여부를 감지하기 위해 시동 후 엔진을 공회전시켜 엔진의 알피엠을 유지하는 단계; 촉매 변환기의 전/후단에 설치된 각각의 산소 센서로부터 배기 가스의 산소량을 검출하는 단계; 상기 촉매 변환기의 후단에 설치된 산소 센서로부터 검출된 산소량 검출치를 적분 연산하는 단계; 및 상기 적분 연산된 결과치와 상기 촉매 변환기의 전단에 설치된 산소 센서로부터 검출된 산소량의 검출치를 상호 비교할 수 있도록 디스플레이하는 단계로 이루어져, 차량의 정속 주행으로부터 촉매의 손상 여부를 판단하지 않고 차량의 정지상태 즉, 엔진의 공회전 상태에서 산소 센서를 통해 배기 가스의 오염 상태 또는 촉매의 손상 상태를 감지할 수 있도록 함에 따라, 불필요한 차량의 주행으로부터 오진단의 우려를 방지하며, 신차 개발 기간을 단축할 수 있는 효과를 얻는다.

Description

차량 촉매 시스템의 손상 감지 방법{A MONITORING METHOD OF CATALYST IN CAR}
본 발명은 차량 촉매 시스템의 손상을 감지하기 위한 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 차량의 촉매 시스템 손상 여부를 공회전시에 감지할 수 있는 차량촉매 시스템의 손상 감지 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 촉매 시스템(TWC)는 MCC 와 UCC로 이루어져 차량의 구동시 발생되는 일산화탄소, 탄화수소 및 질소산화물을 산화 및 환원 작용에 의하여 인체에 무해한 이산화탄소, 물, 질소 및 산소로 변환시킨다. 이와 같은 정화효율은 주변 환경 즉, 촉매 시스템의 입구 온도 및 연료의 이론 혼합비에 따라 그 수치를 달리한다. 실험적으로는 상기 촉매 시스템의 입구 온도가 320℃이고, 이론 혼합비 부근에서 정화효율을 높인다.
따라서 상기 혼합비를 이론 공연비 부근에서 제어하기 위해 이씨유(ECU) 스스로가 제어할 수 있는 폐루프(Closed Loop)가 가장 바람직하며 이것을 실현하기 위해 배다기관에 산소 센서가 설치된다. 이러한 산소 센서로부터 검출된 센싱값은 이씨유(ECU)로 전송되어 상기 센싱값에 대응한 연료의 인젝션 제어를 수행한다.
한편, 이와 같은 연료 인젝션 이 후에 엔진의 구동에 따라 발생되는 일산화탄소, 탄화수소 및 질소산화물은 촉매 변환기를 거쳐 이산화탄소, 물, 질소 및 산소로 변환한다. 따라서 촉매 변환기는 배기 가스의 유해 여부를 결정하는 것으로, 차량의 고장 진단을 요구하는 항목중 하나인 것이다.
도 1은 차량의 배기 가스를 줄이기 위한 종래의 구성 및 촉매 변환기의 손상 여부를 검출하기 위한 구성을 도시하고 있다. 도 1에 따르면, 엔진(100), 연료 분사를 위한 인젝터(105), 상기 엔진(100)으로부터 배출되는 배기 가스를 측정하기 위한 제 1 산소센서(107) 및 배기 가스량에 따른 연료량을 제어하기 위한 컴퓨터(109) 및 제 1 산소센서(107)를 거쳐 배출되는 배기 가스를 정화시키기 위한촉매 변환기(103)로 구성된다.
상기 촉매 변환기(103)의 후단에 설치되는 제 2 산소센서(111)는 촉매 변환기(103)의 손상 여부를 감지하기 위해 설치된다.
한편, 상기 구성에 따라 종래 촉매 변환기의 손상 여부를 감지하기 위한 방법을 첨부 도면 2에 의거 설명하면 다음과 같다.
시동 단계(S201)에서는 차량의 배출 가스를 측정하기 위한 것으로, 엔진(100)을 구동시킨다. 이 때, 시험자는 주행 단계(S203)를 거쳐 차량을 이송시킨다. 주행중에는 차량의 배출 가스가 균일하게 배출되도록 알피엠(RPM) 유지 단계(S205)를 거쳐 주행시의 엔진(100) 알피엠을 일정하게 유지토록 한다. 컴퓨터(109)는 현재 주행 차량의 알피엠 변화를 지속적으로 감지 및 정보를 저장하는 것이다.
또한 가속 페달 유지 단계(S207)를 통해 차량의 속도가 일정하도록 시험자는 가속 페달을 일정 각도로 유지되도록 하며, 상기 컴퓨터(109)는 알피엠 변화와 더불어 가속 페달의 변화를 감지 및 해당 정보를 저장한다. 상기 알피엠 유지 단계(S205) 및 가속 페달 유지 단계(S207)가 소정의 가변치 이내에서 유지가 될 경우, 컴퓨터(109)는 상기 제 1 산소 센서(107) 및 제 2 산소 센서(111)를 인에이블시켜 각각의 정보를 입력 받는다.
상기 제 1 산소 센서(107)는 엔진(100)으로부터 직접적으로 유입되는 배기 가스를 측정하는 것이며, 제 2 산소 센서(111)는 상기 배기 가스가 촉매 변환기(103)를 거칠 경우의 배기 가스를 측정하는 것이다. 따라서 적분값 측정 단계(S211)에서, 현재 차량의 이동 중 즉, 배기 가스 측정 시간내의 산소 센서의 측정치를 적분한다. 적분된 상기 산소 센서의 측정치는 시험자의 운전 상태에 따라 다소 변경 또는 오차가 발생됨에 따라, 보상 단계(S213)을 거쳐 상기 컴퓨터(109)는 배기 가스 측정치에 대한 보상치를 설정한다.
즉, 컴퓨터(109)는 앞서 저장한 알피엠 측정 정보 및 가속 페달 가변 정보를 페치하여 해당 정보의 변화량 및 변화량에 대한 산소 센서의 측정치를 보상한다. 그리고 촉매 손상 판단 단계(S215)를 통해 제 1 산소 센서(107) 및 제 2 산소 센서(111)에서 검출된 결과치를 상호 비교하여 촉매의 손상 여부를 판단하는 것이다. 일예로 도 4a, 4b, 4c는 실험 그래프를 도시한 것으로, 도 4a의 직선은 제 2 산소 센서(111)로부터 검출된 배기 가스의 검출치를 나타내고, 곡선은 제 1 산소 센서(107)에서 검출된 배기 가스의 검출치를 나타낸다.
상기 도 4a는 촉매 변환기(103)의 촉매가 전혀 손상되지 않은 것으로, 제 1 산소 센서(107) 및 제 2 산소 센서(111)에서 검출된 결과치가 상이함을 보이고 있다. 도 2b는 촉매가 조금 손상되어 제 1 산소 센서(107) 및 제 2 산소 센서(111)에서 검출된 결과치가 일부 유사함으로 나타나고 있다. 도 4c는 상기 제 1 및 제 2 산소 센서(107, 111)에서 검출된 결과치가 극히 유사함을 보이고 있으며, 이는 촉매 변환기(103)를 통해 배출되는 배기 가스가 거의 정화되지 않고 있음을 나타내는 것이다.
이와 같이, 촉매의 손상 여부 및 판단은 제 1 산소 센서(107) 및 제 2 산소 센서(111)의 검출 값으로 판단하며, 이러한 판단을 유도하기 위해서는 시험 차량의정속 주행 및 정속 주행중의 알피엠 및 가속 페달의 변화량에 기초한 실험 데이터의 보상으로부터 배기 가스의 측정으로 유도하는 것이다.
그러나, 이와 같은 측정치의 보상은 시험자의 운전 조건이나 외부 조건 즉, 온도/ 습도/ 대기압에 따라 정상 상태의 시그널과 차이를 보일 수 있는 문제점이 야기될 수 있으며, 촉매의 손상여부를 판단하기 위해서는 차량의 정속 주행이라는 시간적, 공간적 제약을 받게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 시험자의 운전 조건 및 외부 조건의 영향을 최소화하여 촉매의 손상여부를 검출할 수 있는 차량 촉매 시스템의 손상 감지 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 차량 촉매 시스템의 손상 감지 방법은, 차량의 촉매 손상 여부를 감지하기 위해 시동 후 엔진을 공회전시켜 엔진의 알피엠을 유지하는 단계; 촉매 변환기의 전/후단에 설치된 각각의 산소 센서로부터 배기 가스의 산소량을 검출하는 단계; 상기 촉매 변환기의 후단에 설치된 산소 센서로부터 검출된 산소량 검출치를 적분 연산하는 단계; 및 상기 적분 연산된 결과치와 상기 촉매 변환기의 전단에 설치된 산소 센서로부터 검출된 산소량의 검출치를 상호 비교할 수 있도록 디스플레이하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 엔진의 배기 가스를 측정함에 있어, 산소 센서 설치 위치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 종래 촉매 손상 여부를 감지하기 위해 사용된 플로우챠트이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 촉매 손상 여부를 감지하기 위한 플로우챠트이다.
도 4a-4c는 촉매 손상 여부를 판단하기 위해 예시한 실험 결과 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 엔진 103 : 촉매 변환기
105 : 인젝터 107 : 제 1 산소 센서
109 : 컴퓨터 111 : 제 2 산소 센서
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같으며,본 발명의 구성은 도 1의 구성으로 대치하며, 이는 엔진(100), 제 1 산소 센서(107) 및 제 2 산소 센서(111), 촉매 변환기(103), 인젝터(105) 그리고 컴퓨터 (109)로 이루어져 있음과 해당 동작은 앞서 설명한 바와 동일하다.
도 3은 본 발명에 따른 촉매 손상 감지를 위한 흐름도이다. 시동 단계(S301)에서는 차량의 배출 가스를 측정하기 위한 것으로, 엔진(100)을 구동시킨다. 이 때, 시험자는 공회전 유지 단계(S303)을 통해 상기 차량을 주행시키지 않고 기어의 중립상태를 유지하면서 공회전을 시킨다.
차량의 공회전과 더불어 상기 컴퓨터(109)는 제 1 산소 센서(107) 및 제 2 산소 센서(111)를 인에이블시켜 각 산소 센서(107,111)로부터 엔진(100)의 공회전 상태에서의 배기 가스를 검출한다. 즉, 제 1 산소 센서(107)에서 검출된 정보를 저장하고, 촉매 변환기(103)를 거쳐 유출되는 제 2 산소 센서(111)의 검출 정보를 저장하는 것이다.
각각의 저장된 검출 정보는 적분값 측정 단계(S307)를 거쳐 제 2 산소 센서(111)에서 검출된 데이터를 적분시켜 배기 가스내의 산소 검출량을 판단하는 것이다. 이와 같이 검출된 배기 가스내의 산소 검출량은 그래프화 되어 촉매 변환기(103)의 전단 및 후단에서의 산소 변화량을 판단토록 하는 것이다(S309).
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면 차량의 정속 주행으로부터 촉매의 손상 여부를 판단하지 않고 차량의 정지상태 즉, 엔진의 공회전 상태에서 산소 센서를 통해 배기 가스의 오염 상태 또는 촉매의 손상 상태를 감지할 수 있도록 함에따라, 불필요한 차량의 주행으로부터 오진단의 우려를 방지하며, 신차 개발 기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 차량 촉매 시스템의 손상 감지 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (1)

  1. 차량의 촉매 손상 여부를 감지하기 위해 시동 후 엔진을 공회전시켜 엔진의 알피엠을 유지하는 단계;
    촉매 변환기의 전/후단에 설치된 각각의 산소 센서로부터 배기 가스의 산소량을 검출하는 단계;
    상기 촉매 변환기의 후단에 설치된 산소 센서로부터 검출된 산소량 검출치를 적분 연산하는 단계; 및
    상기 적분 연산된 결과치와 상기 촉매 변환기의 전단에 설치된 산소 센서로부터 검출된 산소량의 검출치를 상호 비교할 수 있도록 디스플레이하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 촉매 시스템의 손상 감지 방법.
KR1020010003993A 2001-01-29 2001-01-29 차량 촉매 시스템의 손상 감지 방법 KR20020063373A (ko)

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