KR20180064868A - Method and device for purifying exhaust gas of vehicle - Google Patents

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Abstract

According to one embodiment of the present invention, provided is a method for purifying exhaust gas of a vehicle, which comprises the following steps of: allowing a controller to detect whether or not the speed of a vehicle is reduced or the vehicle is stopped; and allowing the controller to control the air-fuel ratio of an engine to perform lambda-rich control, which is control about the air-fuel ratio of an engine, when the speed of the vehicle is reduced or the vehicle is stopped.

Description

차량의 배기가스 정화 방법 및 그 정화 장치{METHOD AND DEVICE FOR PURIFYING EXHAUST GAS OF VEHICLE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of purifying an exhaust gas of a vehicle,

본 발명은 차량의 배기가스 정화 방법 및 그 정화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 촉매의 온도 저하에 따른 촉매 성능 저하를 방지하기 위한 차량의 배기가스 정화 방법 및 그 정화 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purifying exhaust gas of a vehicle and a purification apparatus therefor, and more particularly, to a method for purifying exhaust gas of a vehicle and a purification apparatus therefor for preventing deterioration of catalyst performance due to a decrease in catalyst temperature.

자동차 배기가스 중에 포함된 유해성분은 미연소된 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO)와, 고온 연소에 의해 생성되는 질소 산화물(NOx)이다. The harmful components contained in the automobile exhaust gas are unburned hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) generated by high temperature combustion.

가솔린 엔진, 디젤 엔진으로 구동되는 모든 자동차는 이러한 유해성분을 포함하는 배기가스를 배출하고 있고, 자동차의 수는 해마다 늘어나고 있기 때문에 세계 여러 나라의 정부는 엄격하게 배출량을 규제하고 있으며 연비기준 또한 강화되고 있다. 따라서, 모든 자동차에는 이러한 유해물질의 발생을 억제하거나 정화하는 장치가 필수적이다. All cars powered by gasoline engines and diesel engines emit exhausts containing these harmful components. As the number of cars increases year by year, governments around the world are tightly regulating emissions and fuel efficiency standards are also being enhanced have. Therefore, it is essential that devices for suppressing or purifying these harmful substances occur in all automobiles.

자동차 촉매는 CO와 HC를 산화하여 이산화탄소와 물로 변화시키는 동시에 NOx을 환원하여 무해한 질소와 산소로 바꾸어 주기 때문에 삼원촉매(TWC, Three Way Catalyst)라 부른다. 자동차 배기가스 정화용 후처리 촉매는 다공성 허니콤(honeycomb)에 촉매 성분인 산화물과 귀금속을 코팅한 것으로, 이러한 코팅층을 제조하는 대표적인 방법으로는 와시코팅(wash coating) 방법이 있다.Automobile catalysts are called TWC (Three Way Catalyst) because they convert CO and HC into carbon dioxide and water while reducing NOx to harmless nitrogen and oxygen. BACKGROUND ART [0002] A post-treatment catalyst for purification of exhaust gas of automobiles is formed by coating a porous honeycomb with oxides and noble metals as catalyst components, and a wash coating method is a typical method for manufacturing such a coating layer.

상기 촉매는 차량의 배기가스에 포함된 HC, CO, NOx 등의 다양한 유해물질을 정화(Purging)시켜 에미션(E/M)을 안정화시키며, 촉매의 다른 예는 세리아(CeO2)와 지르코니아(ZrO2)의 혼합 물질로 구성될 수 있다.The catalyst stabilizes the emission (E / M) by purging various harmful substances such as HC, CO and NOx contained in the exhaust gas of the vehicle, and other examples of the catalyst include ceria (CeO2) and zirconia ). ≪ / RTI >

엔진에서 배출되는 유해 물질(CO, HC, NOX)을 무해한 물질(CO2, H2O, N2)로 변환시키기 위해서 삼원 촉매를 사용한 배기 가스 정화 시스템이 일반적으로 사용된다. 배기 가스 정화 시스템의 일례가, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0064154호(2013.6.18.)에 개시(disclosure)되어 있다.An exhaust gas purifying system using a three-way catalyst is generally used to convert harmful substances (CO, HC, NOX) emitted from the engine into harmless substances (CO 2 , H 2 O, N 2 ). An example of an exhaust gas purification system is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0064154 (Mar. 18, 2013).

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

본 발명이 해결하려는 기술적 과제(목적)는 차량 감속 및 정차시 발생하는 촉매 온도의 저하에 의해, 정차 후 재출발시 EM 정화에 필요한 충분한 촉매 온도 미확보에 의한 배기가스 배출(EM slip)을 저감시키기 위한, 차량의 배기가스 정화 방법 및 그 정화 장치를 제공하는 것이다.The object of the present invention is to reduce exhaust gas emission (EM slip) due to insufficient catalyst temperature required for EM purification at the time of restart after stopping due to a decrease in catalyst temperature occurring at the time of vehicle deceleration and stopping A method for purifying exhaust gas of a vehicle, and a purifying apparatus therefor.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배기가스 정화 방법은, 제어기가 상기 차량의 속도가 감소되는지 또는 차량이 정차되는지 여부를 검출하는 단계, 및 상기 차량의 속도가 감소되거나 상기 차량이 정차될 때, 엔진의 공연비에 관한 제어인 람다 리치(rich) 제어가 수행되도록 상기 제어기가 상기 엔진의 공연비를 제어하는 단계를 포함한다. A method for purifying exhaust gas of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes the steps of: detecting whether the speed of the vehicle is reduced or the vehicle is stopped; and when the speed of the vehicle is reduced or the vehicle is stopped , And the controller controls the air-fuel ratio of the engine so that lambda rich control, which is control relating to the air-fuel ratio of the engine, is performed.

상기 제어기가 상기 엔진의 공연비를 제어하는 단계는, 상기 엔진으로부터 배출되는 탄화수소(HC)와 일산화탄소(C)의 농도를 증가시켜 상기 촉매의 온도가 증가되는 것일 수 있다. The step of controlling the air-fuel ratio of the engine by the controller may increase the concentration of hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (C) discharged from the engine to increase the temperature of the catalyst.

상기 제어기가 상기 엔진의 공연비를 제어하는 단계는, 상기 촉매 베드(bed) 온도가 600도(℃) 이상이 되도록 하는 것일 수 있다.The step of the controller controlling the air-fuel ratio of the engine may be such that the catalyst bed temperature is 600 ° C or higher.

상기 제어기가 상기 엔진의 공연비를 제어하는 단계는, 상기 람다 리치에서 람다의 범위가 1.1 이상 1.2 이하가 되도록 하는 것일 수 있다. The step of the controller controlling the air-fuel ratio of the engine may be such that the range of the lambda in the lambda richness is 1.1 or more and 1.2 or less.

상기 촉매는 삼원촉매(TWC)를 포함할 수 있다. The catalyst may comprise a three-way catalyst (TWC).

상기 차량은 가솔린 차량을 포함할 수 있다. The vehicle may include a gasoline vehicle.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배기가스 정화 장치는, 산화 및 환원 작용으로 배기가스를 정화시키는 촉매, 및 상기 차량의 속도가 감소되는지 또는 차량이 정차되는지 여부를 검출하고, 상기 차량의 속도가 감소되거나 상기 차량이 정차될 때, 엔진의 공연비에 관한 제어인 람다 리치 제어가 수행되도록 상기 엔진의 공연비를 제어하는 제어기를 포함한다.On the other hand, an exhaust gas purifying apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a catalyst for purifying the exhaust gas by an oxidation and reduction action, and a controller for detecting whether the speed of the vehicle is reduced or the vehicle is stopped, Fuel ratio of the engine so that the lambda-rich control, which is a control relating to the air-fuel ratio of the engine, is performed when the speed of the engine is reduced or when the vehicle is stopped.

상기 제어기가 상기 엔진의 공연비를 제어할 때, 상기 엔진으로부터 배출되는 탄화수소(HC)와 일산화탄소(C)의 농도를 증가시켜 상기 촉매의 온도가 증가되도록 할 수 있다. When the controller controls the air-fuel ratio of the engine, the concentration of hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (C) discharged from the engine may be increased to increase the temperature of the catalyst.

상기 제어기는 상기 촉매 베드(bed) 온도가 600도(℃) 이상이 되도록 상기 엔진의 공연비를 제어할 수 있다. The controller may control the air-fuel ratio of the engine such that the temperature of the catalyst bed is 600 ° C or higher.

상기 제어기는 상기 람다 리치에서 람다의 범위가 1.1 이상 1.2 이하가 되도록 할 수 있다. The controller may cause the lambda rich to have a lambda ranging from 1.1 to 1.2.

상기 촉매는 삼원촉매(TWC)를 포함할 수 있다.The catalyst may comprise a three-way catalyst (TWC).

상기 차량은 가솔린 차량을 포함할 수 있다.The vehicle may include a gasoline vehicle.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기가스 정화 방법 및 그 장치는 람다 제어를 통해 가솔린 엔진용 삼원촉매에 의한 배기가스(EM: Emission) 정화 성능을 개선시킬 수 있다.The exhaust gas purifying method and apparatus of a vehicle according to the above-described embodiment of the present invention can improve the performance of purifying exhaust gas (EM) by the three way catalyst for gasoline engine through the lambda control.

본 발명의 실시예는 차량 정차 후 재 출발 시 충분한 촉매 온도 확보로 인해 배기가스 배출(EM slip)을 억제(또는 최소화)할 수 있다. 본 발명의 실시예는 실차 모드 기준 강화 배기 규제(SULEV(Super Ultra Low Emission Vehicle)30 이상)에 대응하는 마진(margin)을 확보시킬 수 있다.The embodiment of the present invention can suppress (or minimize) the exhaust of the exhaust gas (EM slip) due to the sufficient catalyst temperature when restarting after the vehicle is stopped. The embodiment of the present invention can secure a margin corresponding to the real-vehicle mode reference enhanced exhaust emission restriction (SULEV (Super Ultra Low Emission Vehicle) 30 or more).

또한, 본 발명의 실시예는 차량의 감속시 리치(rich) 기간(또는 농후(rich) 제어 시간)의 최적화 제어를 통해 차량 모드(또는 차량 주행 모드)에서 배기가스(EM) 저감 성능 개선과 동시에 연비 손실의 최소화를 가능하게 할 수 있다.The embodiment of the present invention also improves the exhaust gas (EM) reduction performance in the vehicle mode (or the vehicle running mode) through the optimization control of the rich period (or the rich control time) It is possible to minimize the fuel consumption loss.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배기가스 정화 장치를 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배기가스 정화 방법을 설명하는 흐름도(flowchart)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 감속 시 람다 제어에 의한 촉매 온도 특성 및 배기가스(EM) 저감 효과를 설명하는 그래프(graph)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 감속 시 람다 제어에 의한 촉매 온도 특성 및 배기가스(EM) 저감 효과를 설명하는 그래프(graph)이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 감속 시 람다 제어에 의한 촉매 온도 특성 및 배기가스(EM) 저감 효과를 설명하는 그래프(graph)이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예와 비교되는 관련기술을 설명하는 그래프(graph)이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for purifying exhaust gas of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for purifying exhaust gas of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating a catalyst temperature characteristic and an exhaust gas (EM) reduction effect by the lambda control when the vehicle decelerates according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating a catalyst temperature characteristic and an exhaust gas (EM) reduction effect by the lambda control when the vehicle decelerates according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating a catalyst temperature characteristic and an exhaust gas (EM) reduction effect by the lambda control when decelerating the vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph illustrating related art compared to an embodiment of the present invention.

본 발명, 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the present invention, and the objects attained by the practice of the invention, reference should be made to the accompanying drawings, which illustrate embodiments of the invention, and to the description in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낼 수 있다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having", etc., are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, or a combination thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 "전기적 또는 기계적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not necessarily the case that it is "directly connected", but also "electrically or mechanically connected" .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and, unless expressly defined herein, are to be construed as either ideal or overly formal Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배기가스 정화 장치를 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배기가스 정화 방법을 설명하는 흐름도(flowchart)이다. 도 3 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 감속 시 람다 제어에 의한 촉매 온도 특성 및 배기가스(EM) 저감 효과를 설명하는 그래프(graph)이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일 실시예와 비교되는 관련기술을 설명하는 그래프(graph)이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for purifying exhaust gas of a vehicle according to an embodiment of the present invention. 2 is a flowchart illustrating a method for purifying exhaust gas of a vehicle according to an embodiment of the present invention. 3 to 5 are graphs illustrating catalyst temperature characteristics and exhaust gas (EM) reduction effects by the lambda control when decelerating the vehicle according to an embodiment of the present invention. 6 is a graph illustrating a related art compared with an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 가솔린 차량과 같은 차량의 배기가스 정화 장치는, 차량의 동력원인 엔진(105), 촉매(110), 차량에 탑재된 ECU(Electronic Control Unit)와 같은 제어기(controller)(115), 산소 센서(120), 및 속도 센서(125)를 포함한다.1 and 2, an exhaust gas purifying apparatus for a vehicle such as a gasoline vehicle includes an engine 105 as a power source of the vehicle, a catalyst 110, a controller such as an ECU (Electronic Control Unit) ) 115, an oxygen sensor 120, and a velocity sensor 125.

엔진(105)은 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있다. 엔진(105)은 흡기 매니폴드(Intake Manifold)에 연결되어 연소실 내부로 혼합기를 유입받으며 연소실 상부에는 점화를 위한 점화플러그가 장착될 수 있고, 연소 과정에서 발생된 배기 가스는 배기 매니폴드에 모인 후 엔진 밖으로 배출될 수 있다. 상기 연소실의 상부에는 인젝터가 장착되어 연료를 연소실 내부로 분사할 수 있다.The engine 105 can convert chemical energy into mechanical energy by burning a mixer in which fuel and air are mixed. The engine 105 is connected to an intake manifold to receive a mixer into the combustion chamber, and an ignition plug for ignition can be installed in an upper portion of the combustion chamber. The exhaust gas generated in the combustion process is collected in an exhaust manifold It can be discharged from the engine. An injector is mounted on the upper portion of the combustion chamber to inject fuel into the combustion chamber.

촉매(110)는 엔진의 배기 가스가 흘러갈 수 있는 복수개의 채널이 형성된 촉매 기저층(substrate) 상에 코팅(coating)될 수 있고 산화 및 환원 작용으로 배기가스를 정화시킬 수 있고, 예를 들어 세리아(CeO2)와 지르코니아(ZrO2)의 혼합 물질로 구성될 수 있고 배기 매니폴드(exhaust manifold)의 소정 위치에 장착되며, 배기가스에 포함된 HC, CO, NOx 등의 다양한 유해물질을 정화시켜 에미션(E/M)을 안정화시킬 수 있다.The catalyst 110 may be coated on a catalyst substrate having a plurality of channels through which the exhaust gas of an engine can flow and may be purified by an oxidation and reduction action, (CeO 2 ) and zirconia (ZrO 2 ), and is installed at a predetermined position of an exhaust manifold, and purifies various harmful substances such as HC, CO, and NOx contained in the exhaust gas It is possible to stabilize the emission (E / M).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 촉매(110)는 삼원촉매(TWC)를 포함할 수 있다. 상기 삼원촉매(TWC)는 엔진(105)의 후단 배기 파이프(exhaust pipe) 상에 장착되어 있으며, 배기 가스에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물(NOx)을 포함하는 유해물질을 산화-환원 반응에 의해 무해한 성분으로 변화시킬 수 있고 귀금속으로 코팅되어 있을 수 있다. 상기 배기 파이프는 배기 매니폴드에 연결되고 엔진(105)에서 발생된 배기가스를 차량의 외부로 배출시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the catalyst 110 may comprise a three-way catalyst (TWC). The three-way catalyst TWC is mounted on the exhaust pipe at the rear end of the engine 105, and the toxic substance containing carbon monoxide, hydrocarbon, and nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas is subjected to oxidation- And can be coated with a noble metal. The exhaust pipe is connected to an exhaust manifold and can exhaust the exhaust gas generated in the engine 105 to the outside of the vehicle.

산소 센서(120)는 예를 들어 두 개의 산소 센서들을 포함할 수 있다. 산소 센서(120) 중 제1산소센서는 촉매(110)의 상류측(즉, 엔진(105)과 촉매(110) 사이의 배기 파이프 상)에 장착되어 엔진(105)으로부터 촉매로 유입되는 배기가스에 포함된 산소의 농도(또는 산소량)를 검출하여 그에 대한 정보를 제어기(115)에 제공할 수 있다. 제1산소 센서는 제어기(115)가 배기 가스의 공연비 제어를 수행하는 것을 도울 수 있다. 산소 센서(120) 중 제2 산소센서는 촉매(110)의 하류측(즉, 촉매(110) 후측의 배기 파이프 상)에 장착되어 촉매에 의해 정화된 배기가스에 포함된 산소의 농도(또는 산소량)를 검출하여 그에 대한 정보를 제어기(115)에 제공할 수 있다. 제2산소 센서는 상기 배기 가스 정화 장치가 배기 가스에 포함된 유해 물질을 정상적으로 제거하고 있는지 모니터링할 수 있고, 제어기(115)가 배기 가스의 공연비 제어를 수행하는 것을 도울 수 있다.The oxygen sensor 120 may comprise, for example, two oxygen sensors. The first oxygen sensor of the oxygen sensor 120 is mounted on the upstream side of the catalyst 110 (that is, on the exhaust pipe between the engine 105 and the catalyst 110) (Or the amount of oxygen) contained in the oxygen contained in the exhaust gas, and provide the information to the controller 115. The first oxygen sensor may help the controller 115 to control the air-fuel ratio of the exhaust gas. The second oxygen sensor of the oxygen sensor 120 is mounted on the downstream side of the catalyst 110 (i.e., on the exhaust pipe on the rear side of the catalyst 110) to detect the concentration of oxygen contained in the exhaust gas purified by the catalyst ) And provide information on the detected information to the controller 115. [ The second oxygen sensor can monitor whether the exhaust gas purifying apparatus normally removes harmful substances included in the exhaust gas, and the controller 115 can help control the air-fuel ratio of the exhaust gas.

속도 센서(125)는 차속을 감지하는 차속 센서로서 예를 들어 차량의 구동축에 배치될 수 있다.The speed sensor 125 is a vehicle speed sensor that senses the vehicle speed, and can be disposed, for example, on a drive shaft of the vehicle.

제어기(115)는 연료의 분사량을 제어하여 상기 배기 가스의 공연비(A/F, air-fuel ratio)를 조절할 수 있고, 예를 들어, 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서(microprocessor) 또는 상기 마이크로프로세서를 포함하는 하드웨어일 수 있고, 상기 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기가스 정화 방법을 수행하기 위한 일련의 명령(instruction)을 포함할 수 있다. 제어기(115)는 상기 배기가스 정화 장치를 포함하는 차량의 전체 동작을 제어할 수도 있다.The controller 115 may control the injection amount of the fuel to adjust the air-fuel ratio of the exhaust gas, and may include, for example, one or more microprocessors operated by a program, A processor, and the program may include a set of instructions for performing a method of purifying exhaust gas of a vehicle according to an embodiment of the present invention described below. The controller 115 may control the entire operation of the vehicle including the exhaust gas purifying device.

차량 감속 또는 정차 검출 단계(S201)에 따르면, 제어기(115)는 속도 센서(또는 속도감지센서)(125)로부터 송신(제공)되는 속도 신호를 이용하여 상기 차량의 속도가 감소 또는 차량이 정지되는 지 여부를 검출(또는 판단)할 수 있다.According to the vehicle deceleration or stopping detection step S201, the controller 115 uses the speed signal transmitted (provided) from the speed sensor (or speed sensing sensor) 125 to determine whether the speed of the vehicle is reduced or the vehicle is stopped (Or judged) whether or not it is possible.

엔진의 람다 리치 제어 단계(S202)에 따르면, 제어기(115)는 엔진(105)의 공연비에 관한 제어인 관한 람다 리치(rich) 제어가 수행되도록 엔진의 공연비(또는 엔진)를 제어할 수 있다. 상기 람다 리치(rich) 제어는 예를 들어 14.5: 1을 기준으로 엔진의 공연비(A/F, air-fuel ratio)에서 연료의 비율이 0.1씩 농후(Rich)해지도록 공연비(A/F)를 제어(조절)하는 것을 의미할 수 있다.According to the lambda rich control step S202 of the engine, the controller 115 can control the air-fuel ratio (or engine) of the engine so that the lambda rich control relating to the control regarding the air-fuel ratio of the engine 105 is performed. The lambda rich control is performed in such a manner that the air-fuel ratio A / F is controlled so that the ratio of the fuel becomes rich by 0.1 in the air-fuel ratio of the engine based on, for example, 14.5: Can be controlled (adjusted).

상기 람다(λ)는 공연비에 대응하는 팩터(factor)를 의미할 수 있고, 람다 값이 증가할 때 공연비가 커질 수 있다. 예를 들어, λ(lambda)=1일 때 A/F=14.7이고 λ=1.01일 때 A/F=14.8일 수 있다. 부연하여 설명하면, 람다는 이론 공연비에 대한 실제 공연비의 비를 나타내며, 람다가 1을 초과하면 농후한(rich) 분위기(상태)로 보고, 람다가 1 미만이면 희박한(lean) 분위기로 볼 수 있다. 람다(λ)는 연소 이론에 사용될 경우 공기 과잉률(연료를 완전 연소시키는데 필요한 공기량과 실제 공급되는 공기량의 비율)을 보이며, 이론상 연료가 완전 연소하는 이론 공연비에 있어서는 람다(λ) 값이 1이 될 수 있다.The lambda may denote a factor corresponding to the air-fuel ratio, and the air-fuel ratio may increase when the lambda value increases. For example, A / F = 14.7 when? (Lambda) = 1 and A / F = 14.8 when? = 1.01. More specifically, the lambda represents the ratio of the actual air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio. If the lambda exceeds 1, the lambda is regarded as a rich atmosphere and if the lambda is less than 1, it can be regarded as lean atmosphere . The lambda (λ) shows the excess air ratio (the ratio of the amount of air required to completely combust the fuel to the amount of air actually supplied) when used in the combustion theory, and theoretically the lambda (λ) .

제어기(115)는, 도 3의 참조번호(305 및 310)에 도시된 바와 같이, 차량 운행 중 차량의 감속 시 또는 차량의 정차 시 간헐적인 람다 리치(rich) 제어를 통해 환원제인 Engine-out HC(탄화수소)의 농도 또는 CO의 농도를 높일 수 있다. 따라서, 촉매상에서 상기 배출 HC(탄화수소) 또는 CO의 산화반응에 의한 발열에 의해, 차량의 감속 또는 정차 시 차량 배기온(배기 온도)은 낮아지는 현상에도 불구하고, 촉매는, 도 4의 참조번호(405 및 410)에 도시된 바와 같이, 배기가스(EM)를 충분히 정화할 수 있는 온도 범위(예, 정차 시 또는 차량의 감속 시 촉매 bed(또는 촉매 기저층(substrate)에 배치된 촉매 층)의 유지 온도500 ~ 600℃ 이상)를 확보할 수 있다. 상기 람다 리치(rich) 제어에서 람다(λ)의 범위는 1.1 이상 1.2 이하일 수 있다.3, the controller 115 controls the operation of the engine-out HC (see FIG. 3), which is a reducing agent, through intermittent lambda rich control at the time of vehicle deceleration or during vehicle stop, (Hydrocarbons) or the concentration of CO can be increased. Therefore, despite the phenomenon in which the vehicle exhaust temperature (exhaust temperature) is lowered at the time of deceleration or stop of the vehicle due to the heat generated by the oxidation reaction of the exhaust HC (hydrocarbon) or CO on the catalyst, (Or catalyst layer disposed on the catalyst substrate) at the time of stopping or decelerating the vehicle, as shown in FIGS. 405 and 410, Holding temperature of 500 to 600 DEG C or more) can be ensured. In the lambda rich control, the lambda may range from 1.1 to 1.2.

그러므로, 차량의 감속 시 리치(rich) 제어가 제어기(115)에 의해 실시될 때, 도 5의 참조번호(505, 510, 515, 및 520)에 도시된 바와 같이, 정차 후 차량의 재출발 시 배기가스 배출(EM slip)이 감소될 수 있다.Therefore, when rich control at the time of deceleration of the vehicle is performed by the controller 115, as shown in the reference numerals 505, 510, 515, and 520 of FIG. 5, The gas discharge (EM slip) can be reduced.

그러나, 차량의 감속 시 리치(rich) 제어가 실시되지 않을 때, 도 6의 참조번호(605, 610, 615, 및 620)에 도시된 바와 같이, 정차 후 차량의 재출발 시 배기가스 배출(EM slip)이 다량 발생한다.However, when rich control is not performed at the time of deceleration of the vehicle, as shown in the reference numerals 605, 610, 615, and 620 in Fig. 6, ).

이와 같이, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기가스 정화 방법 및 그 장치는 람다 제어를 통해 가솔린 엔진용 삼원촉매에 의한 배기가스(EM: Emission) 정화 성능을 개선시킬 수 있다.As described above, the exhaust gas purifying method and apparatus of the vehicle according to the embodiment of the present invention can improve the emission (EM) emission purifying performance by the three way catalyst for the gasoline engine through the lambda control.

본 발명의 실시예는 차량 정차 후 재 출발 시 충분한 촉매 온도 확보로 인해 배기가스 배출(EM slip)을 억제(또는 최소화)할 수 있다. 본 발명의 실시예는 실차 모드 기준 강화 배기 규제(SULEV(Super Ultra Low Emission Vehicle)30 이상)에 대응하는 마진(margin)을 확보시킬 수 있다.The embodiment of the present invention can suppress (or minimize) the exhaust of the exhaust gas (EM slip) due to the sufficient catalyst temperature when restarting after the vehicle is stopped. The embodiment of the present invention can secure a margin corresponding to the real-vehicle mode reference enhanced exhaust emission restriction (SULEV (Super Ultra Low Emission Vehicle) 30 or more).

또한, 본 발명의 실시예는 차량의 감속시 리치(rich) 기간(또는 농후(rich) 제어 시간)의 최적화 제어를 통해 차량 모드(또는 차량 주행 모드)에서 배기가스(EM) 저감 성능 개선과 동시에 연비 손실의 최소화를 가능하게 할 수 있다.The embodiment of the present invention also improves the exhaust gas (EM) reduction performance in the vehicle mode (or the vehicle running mode) through the optimization control of the rich period (or the rich control time) It is possible to minimize the fuel consumption loss.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예는, 차량의 감속 또는 차량의 정차 시 발생하는 촉매 온도의 저하에 의해, 정차 후 재출발 시 배기가스(EM)의 정화(특히, HC(탄화수소)의 정화)에 필요한 충분한 촉매 온도 미확보에 의한 배기가스 배출(emission slip)을 저감시킬 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, purification (particularly HC (hydrocarbon) purification) of the exhaust gas EM at the time of restarting after stoppage due to deceleration of the vehicle or lowering of the catalyst temperature occurring when the vehicle is stopped, It is possible to reduce an emission slip caused by insufficient catalyst temperature required for the catalyst.

본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소 또는 “~부(unit)” 또는 블록 또는 모듈은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(fieldprogrammable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소 또는 '~부' 등은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.The components or " units " or blocks or modules used in the embodiments of the present invention may be implemented in software, such as a task, a class, a subroutine, a process, an object, an execution thread, ), A hardware such as an FPGA (field programmable gate array) or an ASIC (application-specific integrated circuit), or a combination of the above software and hardware. The components or parts may be included in a computer-readable storage medium, or a part of the components may be dispersed in a plurality of computers.

이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the embodiments have been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms are used herein, they are used for the purpose of describing the present invention only and are not used to limit the scope of the present invention described in the claims or the claims. It is therefore to be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

105: 엔진
110: 촉매
115: 제어기105: engine
110: catalyst
115:

Claims (12)

제어기가 상기 차량의 속도가 감소되는지 또는 차량이 정차되는지 여부를 검출하는 단계; 및
상기 차량의 속도가 감소되거나 상기 차량이 정차될 때, 엔진의 공연비에 관한 제어인 람다 리치(rich) 제어가 수행되도록 상기 제어기가 상기 엔진의 공연비를 제어하는 단계를 포함하는 차량의 배기가스 정화 방법.The controller detecting whether the speed of the vehicle is reduced or whether the vehicle is stopped; And
Wherein the controller controls the air-fuel ratio of the engine so that when the speed of the vehicle is reduced or the vehicle is stopped, a lambda rich control, which is a control relating to the air-fuel ratio of the engine, is performed. . 제 1 항에서,
상기 제어기가 상기 엔진의 공연비를 제어하는 단계는,
상기 엔진으로부터 배출되는 탄화수소(HC)와 일산화탄소(C)의 농도를 증가시켜 상기 촉매의 온도가 증가되는 차량의 배기가스 정화 방법.The method of claim 1,
Wherein the controller controls the air-fuel ratio of the engine,
Wherein a temperature of the catalyst is increased by increasing concentrations of hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (C) discharged from the engine. 제 1 항에서,
상기 제어기가 상기 엔진의 공연비를 제어하는 단계는,
상기 촉매 베드(bed) 온도가 600도(℃) 이상이 되도록 하는 차량의 배기가스 정화 방법.The method of claim 1,
Wherein the controller controls the air-fuel ratio of the engine,
Wherein the temperature of the catalyst bed is at least 600 degrees Celsius. 제 1 항에서,
상기 제어기가 상기 엔진의 공연비를 제어하는 단계는,
상기 람다 리치에서 람다의 범위가 1.1 이상 1.2 이하가 되도록 하는 차량의 배기가스 정화 방법.The method of claim 1,
Wherein the controller controls the air-fuel ratio of the engine,
And the lambda rich range has a lambda range of not less than 1.1 and not more than 1.2. 제 1 항에서,
상기 촉매는 삼원촉매(TWC)를 포함하는 차량의 배기가스 정화 방법.The method of claim 1,
Wherein the catalyst comprises a three-way catalyst (TWC). 제 1 항에서,
상기 차량은 가솔린 차량을 포함하는 차량의 배기가스 정화 방법.The method of claim 1,
Wherein the vehicle includes a gasoline vehicle. 산화 및 환원 작용으로 배기가스를 정화시키는 촉매; 및
상기 차량의 속도가 감소되는지 또는 차량이 정차되는지 여부를 검출하고, 상기 차량의 속도가 감소되거나 상기 차량이 정차될 때, 엔진의 공연비에 관한 제어인 람다 리치 제어가 수행되도록 상기 엔진의 공연비를 제어하는 제어기를 포함하는 차량의 배기가스 정화 장치.A catalyst for purifying the exhaust gas by an oxidation and reduction action; And
Fuel ratio of the engine is controlled so as to perform lambda-rich control, which is control relating to the air-fuel ratio of the engine, when the speed of the vehicle is reduced or when the vehicle is stopped, The exhaust gas purifying apparatus comprising: 제 7 항에서,
상기 제어기가 상기 엔진의 공연비를 제어할 때, 상기 엔진으로부터 배출되는 탄화수소(HC)와 일산화탄소(C)의 농도를 증가시켜 상기 촉매의 온도가 증가되는 차량의 배기가스 정화 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the controller increases the concentration of hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (C) discharged from the engine when the air-fuel ratio of the engine is controlled, thereby increasing the temperature of the catalyst. 제 7 항에서,
상기 제어기는 상기 촉매 베드(bed) 온도가 600도(℃) 이상이 되도록 상기 엔진의 공연비를 제어하는 차량의 배기가스 정화 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the controller controls the air-fuel ratio of the engine such that the bed temperature of the catalyst is at least 600 degrees Celsius. 제 7 항에서,
상기 제어기는 상기 람다 리치에서 람다의 범위가 1.1 이상 1.2 이하가 되도록 상기 엔진의 공연비를 제어하는 차량의 배기가스 정화 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the controller controls the air-fuel ratio of the engine such that the lambda rich range has a lambda range of 1.1 to 1.2. 제 7 항에서,
상기 촉매는 삼원촉매(TWC)를 포함하는 차량의 배기가스 정화 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the catalyst comprises a three-way catalyst (TWC). 제 7 항에서,
상기 차량은 가솔린 차량을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배기가스 정화 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the vehicle includes a gasoline vehicle.
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