KR20210130460A - 차량의 촉매 보호 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

차량의 촉매 보호 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 촉매 보호 시스템은 차량의 주행 상태에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부, 엔진의 흡기라인에 설치되어 실린더로 공기량 공급을 제어하는 스로틀, 상기 엔진의 배기라인에 설치되어 촉매를 통해 배기가스를 정화하는 촉매 변환기, 상기 차량의 주행상태에 따른 각종 센서로부터 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부 및 상기 운전정보를 토대로 상기 차량이 급가속 후 퓨얼 컷 모드에 진입된 상태가 검출되면 상기 스로틀을 강제 열림으로 제어하여 촉매 온도를 저감시키는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 촉매 보호 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROTECTING CATALYST OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 촉매 보호 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 촉매의 열부하 저감을 위한 차량의 촉매 보호 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량 엔진의 연소로 생성되는 배기가스에는 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 및 미연 탄화수소(HC) 등 대기오염물질이 다량 포함되어 있다. 그러므로 글로벌 자동차 시장에서는 차량에 촉매 변환기(Catalytic Converter)를 적용하여 배기가스의 원활한 배출과 동시에 정화처리 하도록 규제하고 있다.

차량은 연비 개선을 위한 가속페달의 팁 아웃(Tip-out)시 퓨얼 컷(Fuel-cut)제어를 수행하며, 이에 따른 촉매에 적용된 세리아(CeO2) 및 귀금속에 있던 산소가 산화하는 과정에서 촉매온이 일정 시간 동안 상승하는 현상이 발생 된다. 여기서, 상기 세리아는 촉매의 분위기를 람다=1(이론공연비)로 유지시키며 고온에서 촉매의 효율을 높게 유지시키기 위해 필요한 물질이다.

그러나, 차량의 퓨얼 컷 시 세리아 및 귀금속 표면에 있던 산소가 산화되는 과정에서의 온도가 억제되지 않는(Uncontrolled) 상황에서 일정량의 온도 상승(예; 약50~70도)이 발생됨에 따라 촉매에 열부하가 발생되는 문제가 있다. 이는 차량의 퓨얼 컷 진입과 동시에 엔진의 스로틀(Throttle)이 닫히면 냉각원인 공기가 더 이상의 투입되지 않아 촉매에서는 산소가 산화되어 온도가 상승할 수밖에 없는데 있다.

이러한 열부화 발생으로 인해 촉매가 열화 되거나 손상되면 그 성능이 급격히 저하되거나 기능이 상실되므로 사전에 촉매의 열부하를 방지하는 촉매 보호 방안이 필요하다.

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.

본 발명의 실시 예는, 차량의 퓨얼 컷(Fuel-cut)제어 시의 운전상태에 따른 스로틀 개도량을 강제로 증대하여 촉매의 열부하를 저감시키는 차량의 촉매 보호 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 촉매 보호 시스템은, 차량의 주행 상태에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부; 엔진의 흡기라인에 설치되어 실린더로 공기량 공급을 제어하는 스로틀; 상기 엔진의 배기라인에 설치되어 촉매를 통해 배기가스를 정화하는 촉매 변환기; 상기 차량의 주행상태에 따른 각종 센서로부터 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부; 및 상기 운전정보를 토대로 상기 차량이 급가속 후 퓨얼 컷 모드에 진입된 상태가 검출되면 상기 스로틀을 강제 열림으로 제어하여 촉매 온도를 저감시키는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 차량의 촉매 보호 시스템은, 상기 촉매 변환기에 설치되어 촉매 온도를 측정하는 제1 온도센서 및 상기 촉매 변환기의 전단 및 후단 중 적어도 하나의 배기라인에 설치되어 배기가스 온도를 측정하는 제2 온도센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 촉매는 WCC(Warming up Catalyst Converter)에 적용되며, 벌집모양의 담체에 세리아와 귀금속 물질이 담지 될 수 있다.

또한, 상기 스로틀은 밸브에 부착된 스로틀 센서(Throttle Position Sensor, TPS)를 통해 감지된 스로틀 개도량을 상기 제어부로 전송하고, 상기 제어부의 명령에 따라 스로틀 개도량을 조절할 수 있다.

또한, 상기 운전정보 검출부는 온도센서 측정값, APS(Accelator Position Sensor), BPS(Brake Position Sensor), 경사도 센서, TPS(Trottle Position sensor) 중 적어도 하나를 포함하는 운전정보를 검출하여 상기 제어부로 전달할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 차량의 퓨얼 컷 모드 진입 상태에서, 배기가스 온도가 설정된 기준 온도를 초과하는 조건, APS에 따른 차속 기울기가 기준값을 초과하는 조건 및 요구토크가 기준토크를 초과는 조건을 모두 충족하면, 상기 스로틀에 듀티 신호를 인가하여 열림(Open)으로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 스로틀 개도량에 따른 촉매온도가 떨어지는 속도가 설정된 스로틀 제어맵을 참조하여 현재 촉매온도에 따른 상기 스로틀 개도량 듀티를 현재 값 보다 증대시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른, 차량의 엔진 제어부가 주행 중 촉매를 보호하는 방법은, a) 차량의 주행 중 운전정보 검출부에서 검출된 각종 운전정보를 수집 하는 단계; b) 가속페달의 팁 아웃(Tip-out)에 따른 퓨얼 컷(Fuel-cut) 모드에 진입하면 상기 운전정보를 분석하여 촉매 열부하 저감 제어 여부를 판단하는 단계; 및 c) 배기가스 온도가 설정된 기준 온도를 초과하고, APS(Accelator Position Sensor)에 따른 차속 기울기가 설정된 기준 기울기를 초과하며, 요구토크가 설정된 기준토크를 초과는 조건을 모두 충족하면 스로틀을 강제 열림(Open)으로 제어하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 c) 단계는, 스로틀 개도량에 따른 촉매온도의 하강속도 조절을 위해 구축된 스로틀 제어 맵(MAP)을 기반으로 현재 촉매 온도에 따른 듀티 신호를 인가하여 스로틀 개도량을 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 c) 단계 이후에, 상기 퓨얼 컷 모드가 해제되면 상기 촉매 열부하 저감 제어에 따른 상기 스로틀의 강제 열림을 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 상기 배기가스 온도, 차속 기울기 및 요구토크 중 어느 하나의 조건이라도 충족되지 않으면 상기 촉매 열부하 저감 제어를 개시하지 않고 일반 주행 제어를 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 차량의 제어부(ECU)에 설정된 경사로조건, 촉매고온조건, 요구토크 조건을 충족 시 스로틀을 강제로 열어 공기의 공급량을 증대 제어함으로써 촉매의 열부하를 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 촉매의 비정상적인 온도상승을 스로틀 제어만으로 최고온에서 배기온을 저감시켜 촉매의 등가온도를 낮출 수 있으며, 촉매 등가 온도가 낮을 경우 에이징 시간을 줄일 수 있어 결국 촉매 귀금속을 저감으로 인한 원가가 개선되는 효과가 있다.

또한, 촉매의 열부하 제어에 따른 배기 계통의 성능 및 내구성 향상을 다양한 차종에 적용하여 제품의 고객 만족도를 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 촉매 보호 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 SRC 모드의 가속구간에서 촉매온도 변화를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 차량의 촉매 보호 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스로틀 개도량에 따른 촉매온도의 변화를 나타낸 그래프이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

명세서 전체에서, 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

명세서 전체에서, '포함한다', '가진다' 등과 관련된 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.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 촉매 보호 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 촉매 보호 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 촉매 보호 시스템은 차량의 엔진(10), 스로틀(20), 촉매 변환기(30), 온도 센서(40), 운전정보 검출부(50) 및 제어부(60)를 포함한다.

이하, 본 발명의 실시 예에 있어서 차량은 통상의 엔진(10)이 적용된 내연기관 차량뿐만 아니라, 각종 하이브리드 차량(HEV(Hybrid Electric Vehicle), PHEV(Plug-in HEV, MHEV(Mild HEV 등)을 포함한다. 또한, 엔진(10)은 MPI(Multi Point injection), GDI(Gasoline Direct Injection), T-GDI(Turbo GDI) 중 어느 하나일 수 있다.

엔진(10)은 에어 클리너를 통해 유입되는 공기의 흐름에 따라 흡기라인(11), 흡기매니폴드(12), 실린더(13), 배기매니폴드(14) 및 배기라인(15)을 포함한다.

흡기매니폴드(12)는 흡기라인(11)을 통해 유입되는 공기를 각 실린더로 공급하며, 상기 흡기라인(11) 상에는 스로틀(20)이 설치된다.

스로틀(20)은 엔진의 흡기라인에 설치되어 실린더로 공기량 공급을 제어하며, 운전자의 답력으로 가속페달이 작동되면 밸브를 열어(Open) 유입된 공기를 엔진으로 공급하고, 상기 가속페달의 작동이 해제되면 상기 밸브를 닫아(Closed) 공기를 차단한다.

스로틀(20)은 밸브에 부착된 스로틀 센서(Throttle Position Sensor, TPS)를 통해 감지된 스로틀 개도량을 제어부(60)로 전송할 수 있다.

또한, 스로틀(20)은 제어부(60)의 명령에 따라 내장된 모터의 구동으로 전자식 밸브를 작동하여 상기 스로틀 개도량을 조절할 수 있다.

배기매니폴드(14)는 각 실린더(13)에서 연소된 배기가스를 합류시켜 배기라인(15)을 통해 배출하며, 상기 배기라인(15) 상에는 촉매 변환기(30)가 설치된다.

촉매 변환기(30)는 대기로 배출되는 배기가스를 촉매(31)를 통해 정화하는 WCC(Warming up Catalyst Converter)로 구성될 수 있다.

촉매 변환기(30)는 배기매니폴드(14)에 근접 배치되는 촉매(31)로 구성되어 열화에 취약하므로 일정 고온 온도조건에서 촉매 보호기능을 작동하여 부품을 열해 손상으로부터 보호하고 있다.

촉매(31)는 벌집모양의 담체에 세리아와 귀금속 물질이 담지 된다.

상기 세리아는 주행상황/엔진제어에 따른 린(Lean) 분위기의 배기가스에서는 공기를 포집하여 Ce2O3로 변화하고, 리치(Rich) 분위기에서는 공기를 배출하여 Ce2O로 산화 환원 반응하도록 함으로써 촉매(31)의 분위기를 람다=1로 유지키는 역할을 한다.

온도센서(40)는 배기류 장치에 설치되며 제1 온도센서(41) 및 제2 온도센서(42)를 포함하며, 이외에 부위마다 다수의 온도센서가 더 설치될 수 있다.

제1 온도센서(41)는 촉매 변환기(30)에 설치되어 실시간 촉매 온도를 측정한다.

제2 온도센서(42)는 촉매 변환기(30)의 전단 및 후단 중 적어도 하나의 배기라인(15)에 설치되어 배기가스 온도를 측정한다.

운전정보 검출부(50)는 차량 운행 및 주행상태에 따른 각종 센서 및 제어기로부터 차량의 촉매 보호 제어에 필요한 각종 운전정보를 검출한다.

예컨대, 운전정보 검출부(50)는 촉매보호를 위해 필요한 각 지점의 온도센서 측정값, APS(Accelator Position Sensor), BPS(Brake Position Sensor), 경사도 센서, TPS(Trottle Position sensor) 등으로부터 실시간 운전정보를 검출하여 제어부(60)로 전달할 수 있다

제어부(60)는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 촉매 보호를 위한 전반적인 동작을 제어하는 컴퓨팅 장치(Electronic Control Unit, ECU)로써, 이를 위한 적어도 하나의 프로세서, 프로그램 및 데이터를 포함한다.

제어부(60)는 차량의 엔진관리시스템(Engine Management System, EMS)의 일부 제어 기능으로 통합되거나 혹은 별도의 촉매 보호 시스템용 ECU로 구성되어 ECM와 연동될 수 있다.

제어부(60)는 운전정보 검출부(50)로부터 수집되는 운전정보를 토대로 차량의 퓨얼 컷 주행상태에서 촉매 변환기(30)의 열부하 발생상황을 파악한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 SRC 모드의 가속구간에서 촉매온도 변화를 나타낸다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 북미에서 촉매 에이징을 위한 기본 모드로 사용되는 SRC(Standard Road Cycle) 모드의 가속구간 주행 상황에서 팁 아웃(Tip-out)에 의한 퓨얼 컷 진입에 따른 세리아 산화로 인해 발열량과 촉매 온도 및 배기가스 온도의 변화를 각각 나타낸다.

차량의 주행 중 차속의 슬로프가 약 2.5 이상의 기울기를 상태에서 요구토크가 200Nm 이상일 경우 급가속에 의한 리치(Rich) 운전조건이 형성되어 과량의 연료가 투입된다. 이후 가속페달의 팁 아웃(Tip-out) 조건이 충족되면 퓨얼 컷(Fuel-cut) 제어에 따른 촉매에 적용된 세리아(CeO2) 및 귀금속에 있던 산소가 산화하는 과정에서 촉매온도가 일정 시간 동안 상승하는 현상이 발생 된다. 특히, 상기 퓨얼 컷(Fuel-cut)과 동시에 배기온도는 떨어지게 되지만 세리아에 산소가 과량으로 포집되고 산화가 되어 약50℃의 산화열이 발생되어 촉매(31)의 온도가 올라가게 되며 이로 인해 촉매(31)에 열부하가 발생될 수 있다.

이에, 제어부(60)는 메모리에 촉매 변환기(30)의 열부하 저감을 위한 촉매 보호 알고리즘을 설정하고, 상기 운전정보에 따른 차량의 퓨얼 컷(Fuel-cut) 제어 시 스로틀 개도량을 강제로 증대하여 촉매의 열부하를 저감시키는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 위하여 제어부(60)는 촉매 보호 알고리즘에 따라 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 촉매 보호 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.

이러한 차량의 촉매 보호 방법은 아래의 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 차량의 촉매 보호 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(60)는 차량이 시동 온 되어 주행을 시작하면 주행 중 운전정보 검출부(40)에서 검출된 각종 운전정보를 수집한다(S1).

제어부(60)는 가속페달 작동에 따른 급가속 주행 중 팁 아웃(Tip-out)이 검출되면 퓨얼 컷(Fuel-cut) 모드로 진입한다(S2). 상기 퓨얼 컷은 차량마다 설정된 진입조건에 따라 일정 차속에서의 팁 아웃 및 팁 아웃 후 브레이크 작동 중 적어도 하나에의 조건에 따라 제어될 수 있다.

제어부(60)는 차량이 퓨얼 컷(Fuel-cut) 모드에 진입하면, 수집된 운전정보를 분석하여 다음과 같은 촉매 열부하 저감 제어 여부를 판단한다.

제어부(60)는 온도센서에서 측정된 배기가스 온도가 기준 온도(800℃)를 초과하고(S3; 예), APS에 따른 차속 기울기가 기준값(예; 2.5)을 초과하며(S4; 예), 요구토크가 기준토크(예; 200Nm)를 초과는 조건을 모두 충족하면(S5; 예), 촉매 열부하 저감 제어를 개시한다(S6).

이 때, 제어부(60)는 상기 팁 아웃(Tip-out)으로 닫혀 있는 스로틀(20)에 상기 촉매 열부하 저감 제어에 따른 듀티 신호를 인가하여 강제 열림(Open)으로 제어한다(S7). 즉, 제어부(60)는 스로틀(20)을 강제로 열림(OPEN)으로 구동하여 공기를 엔진의 실린더로 더 공급할 수 있으며, 퓨얼 컷 조건이므로 RPM의 상승 없이도 실린더에 공기를 공급할 수 있게 된다.

예컨대, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스로틀 개도량에 따른 촉매온도의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 5를 참조하면, 스로틀 개도량에 따라서 촉매온도가 떨어지는 속도를 평가한 결과를 나타내며, 제어부(60)는 이를 기반으로 스로틀 제어 맵(MAP)을 구축할 수 있다.

제어부(60)는 상기 배기가스 온도 조건, 차속 기울기 조건 및 요구토크 조건을 모두 충족하는 것으로 차량이 급가속 후 퓨얼 컷(Fuel cut)시 세리아의 산화에 의한 촉매의 온도 상승조건을 판단할 수 있다.

이 때, 제어부(60)는 상기 스로틀 제어 맵을 참조한 현재 촉매 온도에 따른 듀티 신호를 인가하여 스로틀 개도량을 50 ~ 70% 범위로 현재 값 보다 증대시킬 수 있으며, 이를 통해 촉매온도의 하강 속도를 조절할 수 있다. 이를 통해 SRC 주행 후 촉매가 노출되는 차량의 등가온도기준(Tveh) 배기가스의 온도를 약 30도 저감시킬 수 있다.

이후, 제어부(60)는 상기 촉매 열부하 저감 제어를 상기 퓨얼 컷 모드 해제 시까지 유지한 후 리턴 한다(S8).

한편, 제어부(60)는 상기 S3 단계 내지 S5 단계의 조건 중 어느 하나라도 충족되지 않으면(S3/S4/S5; 아니오), 상기 촉매 열부하 저감 제어를 개시하지 않고 일반 주행 제어를 제어하고 리턴 된다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 차량의 제어부(ECU)에 설정된 경사로조건, 촉매고온조건, 요구토크 조건을 충족 시 스로틀을 강제로 열어 공기의 공급량을 증대 제어함으로써 촉매의 열부하를 예방할 수 있는 효과가 있다.

촉매의 비정상적인 온도상승을 스로틀 제어만으로 최고온에서 배기온을 저감시켜 촉매의 등가온도를 낮출 수 있으며, 촉매 등가 온도가 낮을 경우 에이징 시간을 줄일 수 있어 결국 촉매 귀금속을 저감으로 인한 원가가 개선되는 효과가 있다.

또한, 촉매의 열부하 제어에 따른 배기 계통의 성능 및 내구성 향상을 다양한 차종에 적용하여 제품의 고객 만족도를 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 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 속하는 것이다.

10: 엔진 11: 흡기라인
12: 흡기매니폴드 13: 실린더
14: 배기매니폴드 15: 배기라인
20: 스로틀 30: 촉매 변환기
31: 촉매 40: 온도 센서
50: 운전정보 검출부 60: 제어부(ECU)

Claims (11)

1. 차량의 주행 상태에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부;
   엔진의 흡기라인에 설치되어 실린더로 공기량 공급을 제어하는 스로틀;
   상기 엔진의 배기라인에 설치되어 촉매를 통해 배기가스를 정화하는 촉매 변환기;
   상기 차량의 주행상태에 따른 각종 센서로부터 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부; 및
   상기 운전정보를 토대로 상기 차량이 급가속 후 퓨얼 컷 모드에 진입된 상태가 검출되면 상기 스로틀을 강제 열림으로 구동하여 촉매 온도를 저감시키는 제어부;
   를 포함하는 차량의 촉매 보호 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 촉매 변환기에 설치되어 촉매 온도를 측정하는 제1 온도센서 및 상기 촉매 변환기의 전단 및 후단 중 적어도 하나의 배기라인에 설치되어 배기가스 온도를 측정하는 제2 온도센서를 더 포함하는 차량의 촉매 보호 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 촉매는
   WCC(Warming up Catalyst Converter)에 적용되며 벌집모양의 담체에 세리아와 귀금속 물질이 담지 되는 차량의 촉매 보호 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 스로틀은
   밸브에 부착된 스로틀 센서(Throttle Position Sensor, TPS)를 통해 감지된 스로틀 개도량을 상기 제어부로 전송하고, 상기 제어부의 명령에 따라 스로틀 개도량을 조절하는 차량의 촉매 보호 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 운전정보 검출부는
   온도센서 측정값, APS(Accelator Position Sensor), BPS(Brake Position Sensor), 경사도 센서, TPS(Trottle Position sensor) 중 적어도 하나를 포함하는 운전정보를 검출하여 상기 제어부로 전달하는 차량의 촉매 보호 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 차량의 퓨얼 컷 모드 진입 상태에서, 배기가스 온도가 설정된 기준 온도를 초과하는 조건, APS에 따른 차속 기울기가 기준값을 초과하는 조건 및 요구토크가 기준토크를 초과는 조건을 모두 충족하면, 상기 스로틀에 듀티 신호를 인가하여 열림(Open)으로 제어하는 차량의 촉매 보호 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 스로틀 개도량에 따른 촉매온도가 떨어지는 속도가 설정된 스로틀 제어맵을 참조하여 현재 촉매온도에 따른 상기 스로틀 개도량 듀티를 현재 값 보다 증대시키는 차량의 촉매 보호 시스템.
8. 차량의 엔진 제어부가 주행 중 촉매를 보호하는 방법에 있어서,
   a) 차량의 주행 중 운전정보 검출부에서 검출된 각종 운전정보를 수집 하는 단계;
   b) 가속페달의 팁 아웃(Tip-out)에 따른 퓨얼 컷(Fuel-cut) 모드에 진입하면 상기 운전정보를 분석하여 촉매 열부하 저감 제어 여부를 판단하는 단계; 및
   c) 배기가스 온도가 설정된 기준 온도를 초과하고, APS(Accelator Position Sensor)에 따른 차속 기울기가 설정된 기준 기울기를 초과하며, 요구토크가 설정된 기준토크를 초과는 조건을 모두 충족하면 스로틀을 강제 열림(Open)으로 제어하는 단계;
   를 포함하는 차량의 촉매 보호 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 c) 단계는
   스로틀 개도량에 따른 촉매온도의 하강속도 조절을 위해 구축된 스로틀 제어 맵(MAP)을 기반으로 현재 촉매 온도에 따른 듀티 신호를 인가하여 스로틀 개도량을 증대시키는 차량의 촉매 보호 방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 c) 단계 이후에,
    상기 퓨얼 컷 모드가 해제되면 상기 촉매 열부하 저감 제어에 따른 상기 스로틀의 강제 열림을 해제하는 단계를 더 포함하는 차량의 촉매 보호 방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 c) 단계는
    상기 배기가스 온도, 차속 기울기 및 요구토크 중 어느 하나의 조건이라도 충족되지 않으면 상기 촉매 열부하 저감 제어를 개시하지 않고 일반 주행 제어를 하는 차량의 촉매 보호 방법.

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