KR20100053321A - 차량의 에미션 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉간 상태의 초기 시동 온 조건에서 분사된 시동 연료량이 포트에서 최대한 분사된 후 연소실로 유입시켜 에미션의 안정화를 제공하는 것이다.
본 발명은 냉간 상태의 시동 직후 산소센서의 활성화가 완료되었는지 판단하는 과정, 산소센서의 활성화가 완료되었으면 공연비를 검출하는 과정, 냉각수온과 공연비를 설정된 맵에 적용하여 분사시간의 보정값을 결정하고, 기본 분사시간에 적용하여 최종 분사시간 제어값을 결정하는 과정을 포함한다.
냉간 시동, 공연비, 산소센서, 에미션

Description

차량의 에미션 제어장치 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROL EMISSION OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 에미션 제어장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 냉간 상태의 초기 시동 온 조건에서 분사된 시동 연료량이 포트에서 최대한 분사된 후 연소실로 유입되도록 하는 차량의 에미션 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, SULEV(Super Ultra Emission Vehicle) 차량의 EM(Emission)은 미국의 배기가스 규제인 LEV-Ⅱ 규제(0.55g/mile-120K mile 보증)에 대비하여 NMOG(Non Methane Organic Gas)의 기준(0.01g/mile-150K mile 보증)으로 강화되었으며, 냉간시 발생되는 불완전 연소에 대하여 안정적인 에미션 저감이 요구되고 있다.
그러나, 차량에 따라 연료계통이나 인젝터 및 엔진 등의 하드웨어적인 편차 및 차량의 내구 진행에 따라 불완전 연소에 의한 에미션 증가폭은 기존 LEV-Ⅱ 규제에 대비하여 큰 영향으로 나타난다.
이를 방지하지 위해 냉간 상태에서 초기 시동에 따른 초기 아이들 구간에서의 공연비를 최대한 희박(Lean)하게 불완전 연소에 의한 에미션을 줄이고, 촉매의 활성화시간을 단축시켜 에미션 저감을 극대화하여야 하나, 차량의 열화에 따른 인젝터의 분사각도 변화 및 분사된 연료의 침전물에 의해 포트내의 증발특성을 변화시켜 웰 웨이팅(Wall Wetting)량을 증가시키며 이에 따라 불완전 연소에 따른 에미션 악화시키는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 냉간 상태에서의 초기 시동 직후 리니어 산소센서의 공연비 값에 따라 분사시간(EOIT : End Of Injection Time)을 제어하여 분사된 연료가 포트내에서 증발 할 수 있는 시간을 연장시켜 에미션의 안정화를 제공하는 것이다.
즉, 냉간 시동 직후 일정기간 동안의 아이들 구간에서 측정된 공연비가 일정기준치를 초과하면 초과된 양만큼 난기 후 상태의 분사시간에 대비하여 일정비율로 최대값까지 감소시켜 분사된 연료량이 포트에서 최대한 증발된 후 연소실로 유입되도록 하는 것이다.
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 차량의 에미션 제어장치는, 엔진 회전수를 검출하는 RPM센서; 냉각수의 온도를 검출하는 수온센서; 배기 매니폴더에 장착되어 공연비를 검출하는 산소센서; 제어부의 제어에 따라 결정된 연료량을 연소실에 분사하는 분사장치; 냉간 시동 직후 산소센서가 활성화되면 아이들 구간에서 측정되는 공연비에 따라 분사시간의 보정값을 결정하여 분사장치를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 특징에 따른 차량의 에미션 제어방법은, 냉간 상태의 시동 직후 산소센서의 활성화가 완료되었는지 판단하는 과정; 산소센서의 활성화가 완료되었으면 공연비를 검출하는 과정; 냉각수온과 공연비를 설정된 맵에 적용하여 분사시간의 보정값을 결정하고, 기본 분사시간에 적용하여 최종 분사시간의 제어값을 결정하는 과정을 포함한다.
전술한 구성에 의하여 본 발명은 차량별 분사각도의 편차, 연료성상 변화 및 엔진의 내구 등에 대하여 안정된 에미션을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 에미션 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 RPM센서(10)와 수온센서(20), 산소센서(30), 제어부(40) 및 분사장치(50)를 포함한다.
RPM센서(10)는 크랭크 샤프트의 위상 변화 혹은 캠 샤프트의 위상 변화로부터 엔진 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(40)에 인가한다.
수온센서(20)는 엔진의 순환하는 냉각수의 온도를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(40)에 제공한다.
산소센서(30)는 리니어 산소센서로, 배기 매니폴더에 장착되어 희박 혹은 농후에 대한 공연비를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(40)에 제공한다.
제어부(40)는 냉간 시동 직후 일정기간 동안의 아이들 구간에서 산소센서(20)로부터 측정된 공연비가 일정기준치를 초과하면 초과된 양만큼 난기후 상태의 분사시간(EOIT : End Of Injection Time)에 대비하여 일정비율로 최대값까지 감소시켜 분사된 연료량이 포트에서 최대한 증발된 후 연소실로 유입되도록 한다.
분사장치(50)는 상기 제어부(40)의 제어신호에 따라 노즐의 개폐시간이 조정되어 운전조건에 따라 결정된 연료량을 대응되는 연소실에 분사한다.
전술한 바와같은 기능을 포함하는 본 발명에서 냉간 시동 직후 에미션을 저감 제어하는 동작은 다음과 같다.
도시되지 않은 이그니션 스위치의 온 접점이 검출되면 제어부(40)는 RPM센서(10)로부터 엔진 회전수의 정보를 검출하고, 수온센서(20)로부터 냉각수의 온도를 검출하며, 산소센서(30)로부터 공연비의 정보 등을 포함하는 제반적인 운전정보를 검출한다(S101).
상기 검출되는 운전정보에서 RPM센서(10)의 정보 및 수온센서(20)의 정보가 냉간 상태에서 엔진이 시동 온 되었는지 판단한다(S102).
상기 S102의 판단에서 냉간 상태의 엔진 시동 온이면 엔진 시동 온 이후 설정된 일정시간 경과되었는지 판단한다(S103).
상기 S103의 판단에서 엔진 시동 후 설정시간이 경과되었으면 제어부(40)는 엔진의 운전이 정상을 유지하는 것으로 판단하고 정상적인 분사시간을 적용하여 분사장치(50)를 제어한다(S109).
그러나, 상기 S103의 판단에서 엔진 시동 후 설정시간이 경과되지 않았으면 제어부(400는 산소센서(30)로부터 시동 직후의 공연비를 검출하고(S104), 산소센서(30)의 활성화가 완료되었는지 판단한다(S105).
상기 S105에서 산소센서(30)의 활성화가 완료되지 않았으면 시동시의 분사시간을 적용하여 분사장치(50)를 제어하고(S108), 산소센서(30)의 활성화가 완료되었으면 시동시점에서 검출된 냉각수의 온도와 공연비를 설정된 맵에 적용하여 분사시간의 보정값을 결정한다(S106).
이후, 기본 분사시간의 제어값에서 냉각수의 온도와 공연비의 조건으로 결정된 분사시간의 제어값을 차 연산하여 최종적인 분사시간의 제어값을 계산한 다음 분사장치(50)를 제어하여 냉간 시동 직후에 발생되는 에미션을 안정되게 한다(S107).
도 3에 도시된 바와 같이 엔진이 시동 온(A지점) 이후 산소센서(30)의 활성화가 이루어지면(B지점) 공연비에 따라 설정된 일정시간 동안 분사시간의 보정값을 적용함으로써, 냉간 상태의 초기 시동 직후 웰 웨이팅이 발생되지 않도록 하여 에미션의 안정화를 제공한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 에미션 제어장치에 대한 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량에서 에미션 저감제어를 실행하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량에서 에미션 저감 제어를 도시한 파형도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : RPM센서 20 : 수온센서
30 : 산소센서 40 : 제어부
50 : 분사장치

Claims (5)

  1. 엔진 회전수를 검출하는 RPM센서;
    냉각수의 온도를 검출하는 수온센서;
    배기 매니폴더에 장착되어 공연비를 검출하는 산소센서를 포함하며,
    냉간 시동 직후 산소센서가 활성화되면 아이들 구간에서 측정되는 공연비에 따라 분사시간 보정값을 결정하여 연료 분사량을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 차량의 에미션 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 분사시간 제어값의 보정을 통해 분사된 연료를 포트에서 최대값으로 증발시킨 후 연소실로 유입시키는 차량의 에미션 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 냉간 시동 직후 아이들 구간에서 산소센서의 공연비가 일정 기준치를 초과하면 그에 따라 설정된 맵을 적용하여 분사시간을 일정비율로 감소시키는 차량의 에미션 제어장치.
  4. 냉간 상태의 시동 직후 산소센서의 활성화가 완료되었는지 판단하는 과정;
    산소센서의 활성화가 완료되었으면 공연비를 검출하는 과정;
    냉각수온과 공연비를 설정된 맵에 적용하여 분사시간 보정값을 결정하고, 기본 분사시간에 적용하여 최종 분사시간 제어값을 결정하는 과정;
    을 포함하는 차량의 에미션 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    냉간 시동 직후 산소센서의 활성화가 완료되지 않은 상태이면 시동시의 분사시간을 적용하는 차량의 에미션 제어방법.
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