KR20090005613A - 질소산화물 센서 고장 판단 방법 및 이를 수행하는 선택적환원 촉매 시스템 - Google Patents

질소산화물 센서 고장 판단 방법 및 이를 수행하는 선택적환원 촉매 시스템 Download PDF

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Abstract

배기계의 질소산화물(NOx) 센서 고장 판단방법은 엔진 회전수 및 연료량에 대응하는 배기 가스에 포함된 질소산화물의 설정된 값들과 상기 센서에 의하여 검출된 질소산화물의 양을 비교하는 단계, 상기 질소산화물의 설정된 값과 상기 센서에서 검출된 값의 차이가 설정된 범위 이내일 경우, 엔진이 정상상태(steady state)인지 판단하는 단계, 상기 엔진이 정상상태인 경우, 설정된 조건을 변경시켜 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하도록 제어하는 단계, 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하는 경우, 상기 센서의 신호가 증가 및 감소하는지 판단하는 단계, 및 상기 센서의 신호가 증가 및 감소하지 아니하는 경우, 상기 센서가 고장 난 것으로 판단하는 단계를 포함하며, 이에 의하면 부작용 없이 질소 산화물 센서의 고장 여부가 판단될 수 있다.
Figure P1020070068795
질소 산화물, 정상상태, 질소산화물 센서, 제어부, 파일롯 분사 유량, 파일롯 분사 타이밍, 주분사 유량, 주분사 타이밍, 배기가스 재순환량.

Description

질소산화물 센서 고장 판단 방법 및 이를 수행하는 선택적 환원 촉매 시스템{METHOD FOR DETERMINING MALFUNCTION OF NITROGEN OXIDE SENSOR AND SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM OPERATING THE SAME}
본 발명은 질소산화물 센서 고장 판단 방법 및 이를 수행하는 선택적 환원 촉매 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 부작용이 방지된 질소산화물 센서의 고장 판단 방법 및 이를 수행하는 선택적 환원 촉매 시스템에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 선택적 환원 촉매 시스템(selective catalytic reduction system)은 요소(urea) 수용액을 배기관에 분사하여 질소산화물을 정화하는 시스템이다.
즉, 선택적 환원 촉매법은 본래 공장의 굴뚝에서 배출되는 질소산화물을 제거하기 위하여 사용되는 방법으로 최근에는 차량과 같은 이동체에 적용시키는 연구가 진행되고 있다.
상기 선택적 환원 촉매법을 이용할 때, 정화 효율을 높이기 위하여 배기 가스가 포함한 질소 산화물의 양이 정확히 검출되어야 한다.
종래 기술에 의한 선택적 촉매 환원 시스템은 맵핑(mapping)이나 모델 링(modeling)을 통하여 질소산화물의 양을 측정하였으므로, 운전조건이나 다른 촉매장치의 작동에 의한 질소산화물의 변화를 예측할 수 없는 문제가 있었다.
또한, 질소산화물 센서가 고장 나는 경우, 즉, 센서의 출력신호만으로는 센서의 고장여부를 정확히 판단할 수 없는 문제가 있다.
또한, 질소산화물 센서의 고장여부를 판단하기 위하여, 엔진에 분사되는 연료량과 같은 조건을 무작위로 변경 시킬 경우, 엔진에 부작용이 발생되어 연소음 또는 엔진의 출력이 변하거나 매연이 발생되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 부작용이 방지되고 질소산화물 센서의 고장여부를 정확히 판단할 수 있는 질소산화물 센서 고장 판단 방법 및 이를 수행하는 선택적 환원 촉매 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 배기계의 질소산화물(NOx) 센서 고장 판단방법은 엔진 회전수 및 연료량에 대응하는 배기 가스에 포함된 질소산화물의 설정된 값들과 상기 센서에 의하여 검출된 질소산화물의 양을 비교하는 단계, 상기 질소산화물의 설정된 값과 상기 센서에서 검출된 값의 차이가 설정된 범위 이내일 경우, 엔진이 정상상태(steady state)인지 판단하는 단계, 상기 엔진이 정상상태인 경우, 설정된 조건을 변경시켜 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하도 록 제어하는 단계, 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하는 경우, 상기 센서의 신호가 증가 및 감소하는지 판단하는 단계, 및 상기 센서의 신호가 증가 및 감소하지 아니하는 경우, 상기 센서가 고장 난 것으로 판단하는 단계를 포함한다.
상기 설정된 범위는 맵 데이터로 실현될 수 있다.
상기 설정된 조건은, 파일롯 분사 유량, 파일롯 분사 타이밍, 주분사 유량, 주분사 타이밍, 및 배기가스 재순환량(exhaust gas recirculation amount)을 포함할 수 있다.
상기 설정된 조건을 변경시켜 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하도록 제어하는 단계는, 엔진 회전수가 아이들(idle)영역에서 중저속 영역인지 판단하는 단계, 상기 엔진 회전수가 아이들 영역에서 중저속 영역인 경우, 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프(off)상태인지 판단하는 단계, 및 상기 냉각수온이 설정된 영역이고, 에어콘이 오프상태인 경우, 주분사 유량 및 배기 가스 재순환량을 변경시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 배기계의 질소산화물(NOx) 센서 고장 판단방법은 상기 엔진 회전수가 아이들 영역에서 중저속 영역이 아닌 경우, 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프(off)상태인지 판단하는 단계, 상기 냉각수온이 설정된 영역이고, 에어콘이 오프상태인 경우, 파일롯 분사 유량 및 배기 가스 재순환량을 변경시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 배기계의 질소산화물(NOx) 센서 고장 판단방법은 상기 냉각수온이 설정된 영역이 아니거나, 에어콘이 오프상태가 아닌 경우, 주분사 타이밍만 을 변경시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 배기계의 질소산화물(NOx) 센서 고장 판단방법은 상기 센서의 신호가 설정된 최대값과 최소값 사이인지 판단하는 단계, 상기 센서의 신호가 설정된 최대값과 최소값 사이에 있는 경우, 상기 센서의 신호가 설정된 범위내인지 판단하는 단계, 및 상기 센서의 신호가 설정된 범위내의 값이 아닌 경우, 상기 센서가 고장 난 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 배기 가스의 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 선택적 환원 촉매 시스템(selective catalytic reduction system)은 배기 가스의 산소를 검출하도록 배기관에 배치되는 광대역 산소 센서(linear lambda sensor), 상기 광대역 산소 센서의 후단에 설치되며, 배기가스의 질소산화물의 양을 검출하는 제1 센서, 상기 제1 센서의 후단에 배치되며, 요소 분사기(dosing injector)를 포함하며, 질소산화물을 제거하는 선택적 환원 촉매 장치(selective catalytic reduction apparatus), 상기 선택적 환원 촉매 장치의 후단에 설치되며 질소산화물의 양을 검출하는 제2 센서, 및 상기 제1 센서로 부터 입력되는 신호를 기초로 상기 제1 센서의 고장여부를 판단하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 엔진 회전수 및 연료량에 대응하는 배기 가스에 포함된 질소산화물의 설정된 값들과 상기 센서에 의하여 검출된 질소산화물의 양을 비교하는 단계, 상기 질소산화물의 설정된 값과 상기 센서에서 검출된 값의 차이가 설정된 범위 이내일 경우, 엔진이 정상상태(steady state)인지 판단하는 단계, 상기 엔진이 정상상태인 경우, 설정된 조건을 변경시켜 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하도록 제어하는 단계, 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하는 경우, 상기 센서의 신호가 증가 및 감소하는지 판단하는 단계, 및 상기 센서의 신호가 증가 및 감소하지 아니하는 경우, 상기 센서가 고장 난 것으로 판단하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 설정된 범위는 맵 데이터로 실현될 수 있다.
상기 설정된 조건은, 파일롯 분사 유량, 파일롯 분사 타이밍, 주분사 유량, 주분사 타이밍, 및 배기가스 재순환량(exhaust gas recirculation amount)을 포함할 수 있다.
상기 설정된 조건을 변경시켜 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하도록 제어하는 단계는, 엔진 회전수가 아이들(idle)영역에서 중저속 영역인지 판단하는 단계, 상기 엔진 회전수가 아이들 영역에서 중저속 영역인 경우, 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프(off)상태인지 판단하는 단계, 및 상기 냉각수온이 설정된 영역이고, 에어콘이 오프상태인 경우, 주분사 유량 및 배기 가스 재순환량을 변경시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 배기 가스의 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 선택적 환원 촉매 시스템은 상기 엔진 회전수가 아이들 영역에서 중저속 영역이 아닌 경우, 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프(off)상태인지 판단하는 단계, 상기 냉각수온이 설정된 영역이고, 에어콘이 오프상태인 경우, 파일롯 분사 유량 및 배기 가스 재순환량을 변경시키는 단계를 더 수행할 수 있다.
본 발명에 의한 배기 가스의 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 선택적 환원 촉매 시스템은 상기 냉각수온이 설정된 영역이 아니거나, 에어콘이 오프상태가 아 닌 경우, 주분사 타이밍을 변경시키는 단계를 더 수행할 수 있다.
본 발명에 의한 배기 가스의 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 선택적 환원 촉매 시스템은 상기 센서의 신호가 설정된 최대값과 최소값 사이인지 판단하는 단계, 상기 센서의 신호가 설정된 최대값과 최소값 사이에 있는 경우, 상기 센서의 신호가 설정된 범위내인지 판단하는 단계, 및 상기 센서의 신호가 설정된 범위내의 값이 아닌 경우, 상기 센서가 고장 난 것으로 판단하는 단계를 더 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 연소음 발생, 엔진 출력 변화, 아이들 불안정, 및 매연 발생과 같은 엔진의 부작용의 발생 없이 질소산화물 센서의 고장여부를 판단할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 선택적 환원 촉매시스템을 보여주는 도면이다.
도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 배기 가스의 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 선택적 환원 촉매 시스템(selective catalytic reduction system)은 광대역 산소 센서(linear lambda sensor)(101), 제1 센서(107), 선택적 환원 촉매 장치(selective catalytic reduction apparatus)(111), 제2 센서(113), 제어부(120)를 포함한다.
광대역 산소 센서(101)는 배기 가스의 산소를 검출하도록 배기관(100)에 배치되며, 제1 센서(107)는 상기 광대역 산소 센서(101)의 후단에 설치되며, 배기가스의 질소산화물의 양을 검출한다.
선택적 환원 촉매 장치(111)는 상기 제1 센서(107)의 후단에 배치되며, 요소 분사기(dosing injector)(109)를 포함하며, 질소산화물을 제거한다.
제2 센서(113)는 상기 선택적 환원 촉매 장치(111)의 후단에 설치되며 질소산화물의 양을 검출한다.
제어부(120)는 상기 제1 센서(107)로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 제1 센서의 고장여부를 판단한다.
상기 제어부(ECU: Engine Control Unit)(120)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 있으며, 이러한 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예의 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다.
그 외에도 도1을 참조하면, 디젤 산화 촉매(DOC: Diesel Oxidation Catalyst)(103), 매연 여과 필터(CPF: Catalyzed Particulate Filter)등이 설치된다.
이들은 디젤 엔진의 배기 가스를 정화하기 위한 것으로 당업자에게 자명하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
즉, 배기가스가 엔진(도시되지 아니함)으로부터 배출되면 배기관(100)을 유동하며, 디젤 산화 촉매(103)와 매연 여과 필터(105)를 통과하여 제1 센서(107)에 의하여 질소산화물의 양이 검출된다.
상기 질소산화물의 양에 따라, 요소 분사기(109)가 요소를 분사하며, 상기 요소에 의하여 선택적 환원 촉매 장치(111)에서 질소산화물이 정화된다.
이하, 도2 및 도3을 참조로 본 발명의 실시예에 의한 질소산화물 센서 고장 판단방법에 대하여 설명한다.
도2 및 3은 본 발명의 실시예에 의한 질소산화물 센서 고장 판단 방법을 보여주는 도면이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의하면, 먼저, 제어부(120)는 엔진 회전수 및 연료량에 대응하는 배기 가스에 포함된 질소산화물의 설정된 값들과 상기 센서(107)에 의하여 검출된 질소산화물의 양을 비교하여 그 차이가 설정된 범위내인지 판단한다(S210).
제1 센서(107)에서 측정된 값이 정확하여야 선택적 환원 촉매 장치(111)를 정확히 제어할 수 있으므로, 이하에서는 제1 센서(107)는 센서로 부르기로 한다.
즉, 제어부(120)는 연료량에 따른 질소산화물의 양을 모델링한 맵 데이터에 기초한 값을 실제 센서(107)에서 측정한 값과 비교한다.
그 후, 차이값이 설정된 범위내이면, 제어부(120)는 엔진이 정상상태(steady state)인지 판단한다(S230).
정상상태에서는 엔진 회전수 및 연료량이 일정하게 유지되므로, 센서(107)의 고장은 정상상태에서 판단한다.
상기 엔진이 정상상태인 경우(S230), 제어부(120)는 설정된 조건을 변경시켜 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하도록 제어한다(S250).
상기 설정된 조건은 파일롯 분사 유량, 파일롯 분사 타이밍, 주분사 유량, 주분사 타이밍, 및 배기가스 재순환량(exhaust gas recirculation amount)을 포함한다.
즉, 상기 설정된 조건이 변화되면, 질소산화물의 양이 변화한다.
예를 들어, 파일롯 분사 유량을 감소시킬 경우, 질소산화물의 양이 증가하며, 주분사 타이밍을 진각(advance)시킬 경우, 질소산화물의 양이 증가한다.
상기 단계(S250)에 대한 상세한 내용은 후술한다.
그 후, 제어부(120)는 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하는 경우, 상기 센서(107)의 신호가 증가 및 감소하는지 판단한다(S270).
즉, 질소산화물이 증가 또는 감소하므로, 센서(107)의 출력값이 증가 또는 감소한다.
즉, 이 때, 제어부(120)는 상기 센서(107)의 신호가 증가 및 감소하지 아니하는 경우, 상기 센서(107)가 고장 난 것으로 판단한다(S290).
이하, 도3을 참조로 상기 단계(S250)에 대하여 상세히 설명한다.
제어부(120)는 엔진이 정상상태로 판단된 경우(S230), 엔진 회전수가 아이들(idle)영역에서 중저속 영역인지 판단한다(S310).
본 발명의 실시예에서는, 엔진 회전수의 아이들 영역에서 중저속 영역은 엔진 회전수가 740rpm(revolution per minute)에서 2500rpm 인 경우를 의미하며, 이는 엔진의 종류 및 당업자에 의하여 변경 될 수 있다.
그 후, 제어부(120)는 상기 엔진 회전수가 아이들 영역에서 중저속 영역인 경우, 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프(off)상태인지 판단한다(S330).
본 발명의 실시예에서는 냉각수온의 설정된 영역은 25℃에서 75℃인 경우를 의미하며, 이는 엔진의 종류 및 당업자에 의하여 변경 될 수 있다.
그 후, 제어부(120)는 상기 냉각수온이 설정된 영역이고, 에어콘이 오프상태인 경우, 주분사 타이밍 및 배기 가스 재순환량을 변경시킨다(S350).
즉, 이때는 상기 단계(S310)에서 제어부(120)는 엔진이 아이들 영역에서 중저속 영역, 즉 연소음이 쉽게 발생되는 구간, 이라고 판단하였으므로, 파일롯 분사 유량을 변경시킨다면 연소음 발생과 같은 부작용이 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 제어부(120)가 엔진회전수가 상기 아이들 영역에서 중저속 영역인 경우, 파일롯 분사 유량과 배기가스 재순환량을 변경시킨다.
또한, 파일롯 분사량의 변경은 1mm3 에서 3mm3 으로 설정될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 상기 단계(S330)에서 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프상태가 아닐 경우, 즉, 냉각수온이 설정된 온도 이상일 경우나 에어콘이 온(on)상태일 경우, 제어부(120)는 주분사 타이밍만을 변경시킨다(S390).
냉각수온이 설정된 온도 이상일 경우나 에어콘이 온(on)상태일 경우, 배기가스 재순환량의 변경에 의하여 아이들 상태가 불안정하거나 매연이 발생될 수 있으므로, 제어부(120)는 상기와 같이 작동한다.
본 발명의 실시예에서는, 에어컨이 온 상태일 뿐만이 아니라 엔진에 부하를 인가하는 다른 전기장치, 즉, 에어 히터(air heater), 알터네이터(alternator), 냉각팬(cooling fan), 파워 스티어링(power steering), 파워윈도우(power window)와 같은 장치들이 온 상태인 경우에도, 제어부(120)은 에어컨이 작동된 경우와 같이 작동한다.
상기 단계들(S350, S390) 이 수행된 후, 제어부(120)는 상기 센서 신호가 증가 또는 감소하는지 판단한다(S270).
상기 단계(S310)에서 엔진 회전수가 아이들(idle)영역에서 중저속 영역이 아닌 경우, 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프(off)상태인지 판단한다(S370).
즉, 상기 단계(S330)과 마찬가지로, 냉각수온이 설정된 온도 이상일 경우나 에어콘이 온(on)상태일 경우, 배기가스 재순환량의 변경에 의하여 아이들 상태가 불안정하거나 매연이 발생될 수 있으므로, 제어부(120)는 상기와 같이 판단한다.
상기 단계(S370)에서, 제어부(120)는 상기 냉각수온이 설정된 영역이고, 에어콘이 오프상태인 경우, 파일롯 분사 유량 및 배기 가스 재순환량을 변경시킨다(S410).
즉, 이때는 상기 단계(S310)에서 엔진이 고속으로 회전하고 있다고 판단된 경우이므로, 주분사 타이밍을 변경시킨다면 엔진의 출력이 변화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 제어부(120)가 고속회전 구간에서 파일롯 분사 유량과 배기가스 재순환량을 변경시킴으로써 엔진의 출력 변화와 같은 부작용 없이 센서(107)의 고장을 판단할 수 있다.
한편, 상기 단계(S370)에서도 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프상태가 아닐 경우, 즉, 냉각수온이 설정된 온도 이상일 경우나 에어콘이 온(on)상태일 경우, 제어부(120)는 주분사 타이밍만을 변경시킨다(S390).
냉각수온이 설정된 온도 이상일 경우나 에어콘이 온(on)상태일 경우, 배기가스 재순환량의 변경에 의하여 아이들 상태가 불안정하거나 매연이 발생될 수 있으므로, 제어부(120)는 상기와 같이 작동한다.
본 발명의 실시예에서는, 에어컨이 온 상태일 뿐만이 아니라 엔진에 부하를 인가하는 다른 전기장치, 즉, 에어 히터(air heater), 알터네이터(alternator), 냉각팬(cooling fan), 파워 스티어링(power steering), 파워윈도우(power window)와 같은 장치들이 온 상태인 경우에도, 제어부(120)는 에어컨이 작동된 경우와 같이 작동한다.
본 발명의 실시예에서는 주분사 타이밍을 변경시킬 경우, 크랭크 각(crank angle)을 10도 진각 후 지각 시키나 이는 당업자에 의하여 변경될 수 있다.
상기 단계(S410)가 수행된 후, 제어부(120)는 상기 센서 신호가 증가 또는 감소하는지 판단한다(S270).
한편, 본 발명의 실시예에서는 제어부(120)는 센서(107)의 출력값만을 기초로 센서의 고장을 판단할 수 있다.
도4 는 본 발명의 실시예에 의한 질소산화물 센서의 출력범위를 보여주는 그래프이며, 도5 는 본 발명의 실시예에 의한 질소산화물 센서의 출력값만을 기초로 센서의 고장 판단 방법을 보여주는 도면이다.
도4를 참조하면, 센서(107)의 출력값이 'A'영역 내에 있는 경우, 제어부(120)는 센서를 고장으로 판단하지 아니한다.
그러나, 센서(107)의 출력값이 'B'나 'C'와 같이 나타날 경우, 출력값의 최대값과 최소값 사이이긴 하나, 센서(107)의 정상적인 출력값이 아니므로, 제어부(120)는 센서(107)가 고장 난 것으로 판단한다.
이에 대하여 판단하는 단계는 아래와 같다.
제어부(120)는 상기 센서(107)의 신호가 설정된 최대값과 최소값 사이인지 판단한다(S411).
즉, 일반적으로 센서(107)로부터 출력되는 값의 단위는 볼트(volt)로 실현 될 수 있으며, 상기 최대값과 최소값은 상기 센서(107)로부터 출력될 수 있는 최대값과 최소값이다.
상기 최대값과 최소값은 당업자 또는 센서(107)의 종류에 의하여 변경 될 수 있다.
그 후, 제어부(120)는 상기 센서(107)의 신호가 설정된 최대값과 최소값 사이에 있는 경우, 상기 센서의 신호가 설정된 범위내인지 판단한다(S413).
즉, 상기 맵 데이터를 기초로 센서(107)의 출력값이 센서(107)가 출력할 수 있는 범위의 값인지 판단한다.
그 후, 상기 센서(107)의 신호가 설정된 범위내의 값이 아닌 경우, 제어부(120)는 상기 센서(107)가 고장 난 것으로 판단한다(S417).
상기 단계(S411)에서 센서(107)로부터 출력되는 신호가 상기 최대값이상이거나 최소값 이하인 경우, 상기 제어부(120)는 센서(107)가 단락 되거나 단선된 것으로 판단한다.
상기 단계들(S411에서 S417)은 상기 단계(S210)에 선행하여 실행될 수 있다.
단락과 단선도 고장의 일종으로 이는 당업자에게 자명하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 선택적 환원 촉매시스템을 보여주는 도면이다.
도2 및 3은 본 발명의 실시예에 의한 질소산화물 센서 고장 판단 방법을 보여주는 도면이다.
도4 는 본 발명의 실시예에 의한 질소산화물 센서의 출력범위를 보여주는 그래프이다.
도5 는 본 발명의 실시예에 의한 질소산화물 센서의 출력값만을 기초로 센서의 고장 판단 방법을 보여주는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
103: 광대역 산소 센서
107: 제1 센서
109: 요소 분사기
111: 선택적 환원 촉매 장치
113: 제2 센서
120: 제어부

Claims (14)

  1. 배기계의 질소산화물(NOx) 센서 고장 판단방법에 있어서,
    엔진 회전수 및 연료량에 대응하는 배기 가스에 포함된 질소산화물의 설정된 값들과 상기 센서에 의하여 검출된 질소산화물의 양을 비교하는 단계;
    상기 질소산화물의 설정된 값과 상기 센서에서 검출된 값의 차이가 설정된 범위 이내일 경우, 엔진이 정상상태(steady state)인지 판단하는 단계;
    상기 엔진이 정상상태인 경우, 설정된 조건을 변경시켜 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하도록 제어하는 단계;
    상기 질소산화물이 증가 또는 감소하는 경우, 상기 센서의 신호가 증가 및 감소하는지 판단하는 단계; 및
    상기 센서의 신호가 증가 및 감소하지 아니하는 경우, 상기 센서가 고장 난 것으로 판단하는 단계;
    를 포함하는 질소산화물 센서 고장 판단방법.
  2. 제1항에서,
    상기 설정된 범위는 맵 데이터인 질소산화물 센서 고장 판단방법.
  3. 제1항에서,
    상기 설정된 조건은,
    파일롯 분사 유량, 파일롯 분사 타이밍, 주분사 유량, 주분사 타이밍, 및 배기가스 재순환량(exhaust gas recirculation amount)을 포함하는 질소산화물 센서 고장 판단방법.
  4. 제3항에서,
    상기 설정된 조건을 변경시켜 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하도록 제어하는 단계는,
    엔진 회전수가 아이들(idle)영역에서 중저속 영역인지 판단하는 단계;
    상기 엔진 회전수가 아이들 영역에서 중저속 영역인 경우, 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프(off)상태인지 판단하는 단계; 및
    상기 냉각수온이 설정된 영역이고, 에어콘이 오프상태인 경우, 주분사 유량 및 배기 가스 재순환량을 변경시키는 단계;
    를 포함하는 질소산화물 센서 고장 판단방법.
  5. 제4항에서,
    상기 엔진 회전수가 아이들 영역에서 중저속 영역이 아닌 경우, 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프(off)상태인지 판단하는 단계;
    상기 냉각수온이 설정된 영역이고, 에어콘이 오프상태인 경우, 파일롯 분사 유량 및 배기 가스 재순환량을 변경시키는 단계;
    를 더 포함하는 질소산화물 센서 고장 판단방법.
  6. 제4항에서,
    상기 냉각수온이 설정된 영역이 아니거나, 에어콘이 오프상태가 아닌 경우, 주분사 타이밍만을 변경시키는 단계를 더 포함하는 질소산화물 센서 고장 판단방법.
  7. 제1항에서,
    상기 센서의 신호가 설정된 최대값과 최소값 사이인지 판단하는 단계;
    상기 센서의 신호가 설정된 최대값과 최소값 사이에 있는 경우, 상기 센서의 신호가 설정된 범위내인지 판단하는 단계; 및
    상기 센서의 신호가 설정된 범위내의 값이 아닌 경우, 상기 센서가 고장 난 것으로 판단하는 단계;
    를 더 포함하는 질소산화물 센서 고장 판단방법.
  8. 배기 가스의 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 선택적 환원 촉매 시스템(selective catalytic reduction system)에 있어서,
    배기 가스의 산소를 검출하도록 배기관에 배치되는 광대역 산소 센서(linear lambda sensor);
    상기 광대역 산소 센서의 후단에 설치되며, 배기가스의 질소산화물의 양을 검출하는 제1 센서;
    상기 제1 센서의 후단에 배치되며, 요소 분사기(dosing injector)를 포함하며, 질소산화물을 제거하는 선택적 환원 촉매 장치(selective catalytic reduction apparatus);
    상기 선택적 환원 촉매 장치의 후단에 설치되며 질소산화물의 양을 검출하는 제2 센서; 및
    상기 제1 센서로 부터 입력되는 신호를 기초로 상기 제1 센서의 고장여부를 판단하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 제어부는,
    엔진 회전수 및 연료량에 대응하는 배기 가스에 포함된 질소산화물의 설정된 값들과 상기 센서에 의하여 검출된 질소산화물의 양을 비교하는 단계;
    상기 질소산화물의 설정된 값과 상기 센서에서 검출된 값의 차이가 설정된 범위 이내일 경우, 엔진이 정상상태(steady state)인지 판단하는 단계;
    상기 엔진이 정상상태인 경우, 설정된 조건을 변경시켜 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하도록 제어하는 단계;
    상기 질소산화물이 증가 또는 감소하는 경우, 상기 센서의 신호가 증가 및 감소하는지 판단하는 단계; 및
    상기 센서의 신호가 증가 및 감소하지 아니하는 경우, 상기 센서가 고장 난 것으로 판단하는 단계;
    를 수행하는 것을 특징으로 하는 선택적 환원 촉매 시스템(selective catalytic reduction system).
  9. 제8항에서,
    상기 설정된 범위는 맵 데이터인 선택적 환원 촉매 시스템.
  10. 제8항에서,
    상기 설정된 조건은,
    파일롯 분사 유량, 파일롯 분사 타이밍, 주분사 유량, 주분사 타이밍, 및 배기가스 재순환량(exhaust gas recirculation amount)을 포함하는 선택적 환원 촉매 시스템.
  11. 제10항에서,
    상기 설정된 조건을 변경시켜 상기 질소산화물이 증가 또는 감소하도록 제어하는 단계는,
    엔진 회전수가 아이들(idle)영역에서 중저속 영역인지 판단하는 단계;
    상기 엔진 회전수가 아이들 영역에서 중저속 영역인 경우, 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프(off)상태인지 판단하는 단계; 및
    상기 냉각수온이 설정된 영역이고, 에어콘이 오프상태인 경우, 주분사 유량 및 배기 가스 재순환량을 변경시키는 단계;
    를 포함하는 선택적 환원 촉매 시스템.
  12. 제11항에서,
    상기 엔진 회전수가 아이들 영역에서 중저속 영역이 아닌 경우, 냉각수온이 설정된 영역이며, 에어콘이 오프(off)상태인지 판단하는 단계;
    상기 냉각수온이 설정된 영역이고, 에어콘이 오프상태인 경우, 파일롯 분사 유량 및 배기 가스 재순환량을 변경시키는 단계;
    를 더 포함하는 선택적 환원 촉매 시스템.
  13. 제11항에서,
    상기 냉각수온이 설정된 영역이 아니거나, 에어콘이 오프상태가 아닌 경우, 주분사 타이밍을 변경시키는 단계를 더 포함하는 선택적 환원 촉매 시스템.
  14. 제8항에서,
    상기 센서의 신호가 설정된 최대값과 최소값 사이인지 판단하는 단계;
    상기 센서의 신호가 설정된 최대값과 최소값 사이에 있는 경우, 상기 센서의 신호가 설정된 범위내인지 판단하는 단계; 및
    상기 센서의 신호가 설정된 범위내의 값이 아닌 경우, 상기 센서가 고장 난 것으로 판단하는 단계;
    를 더 포함하는 선택적 환원 촉매 시스템.
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