KR20220160734A - 상용차의 엔진 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 엔진 연소실에서 배출되는 배기가스의 질소산화물을 저감시키기 위한 SCR 촉매의 온도 정보를 측정하는 온도 측정부, 상기 차량에 대한 기울기 정보를 측정하는 기울기 측정부, 상기 차량에 대한 가속도 정보를 측정하는 가속도 측정부 및 상기 온도 정보가 미리 설정된 설정 온도 미만이면서, 상기 기울기 정보 및 상기 가속도 정보를 통하여 상기 차량이 내리막 구간을 주행중인 것으로 판단되면, 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하여 배기가스 보온 모드의 엔진 제어가 수행되게 하는 제어부를 포함한다.

Description

상용차의 엔진 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ENGINE CONTROL OF COMMERCIAL VEHICLE}
본 발명은 상용차의 엔진 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적재물을 적재한 상태로 내리막을 주행하는 상용차에 대하여, 엔진으로 유입되는 공기량을 선택적으로 저감시켜 SCR 촉매로 배출되는 배기가스의 보온이 이루어지도록 하는 상용차의 엔진 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 엔진의 배기 시스템은 배기가스 중에 함유된 공해 물질인 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 입자상물질(Particulate Matter), 질소산화물(NOx) 등을 감소시키기 위해 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC), 입자상물질 제거용 필터(Diesel Particulate matter Filter, DPF) 및 선택적 환원 촉매(Selective Catalyst Reduction, SCR) 및 질소 산화물 정화 촉매(Lean NOx Trap, LNT 촉매) 등과 같은 배기가스 후처리 장치를 구비하고 있다.
여기서, 디젤산화촉매(DOC)는 배기가스 중의 총 탄화수소와 일산화탄소를 산화시키고, 일산화질소를 이산화질소로 산화시킬 수 있다.
그리고, 입자상물질 제거용 필터(DPF)는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하고 그 입자상 물질을 화학적 변환 과정을 통하여 정화시킬 수 있다.
또한, 선택적 환원 촉매(SCR)은 인젝터를 통해 배기가스의 스트림 방향으로 분사되는 환원제(요소)가 배기가스의 열에 의해 암모니아(NH3)로 전환되고, SCR 촉매에 의한 배기가스 중 질소산화물과 암모니아의 촉매 반응으로서 질소산화물을 질소가스(N2)와 물(H2O)로 환원시키는 것이다.
최근, 상용차의 환경 규제가 강화됨에 따라, 차량의 질소산화물 배출은 매우 큰 이슈로 부각되고 있으며, 그에 따라 질소산화물 배출을 효과적으로 줄이기 위해서는 약 250℃ 이상에서 질소산화물(NOX)를 저감하는데 효과가 있는 선택적 환원 촉매(SCR)의 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것이 중요하다.
다시 말해, 상용차에서 저부하, 즉 엔진 연료 0 mg/stroke 에서는 배기가스 온도가 떨어질 수 있으며, 특히 상용차 특성상 내리막에서는 운전자들이 탄력 주행을 위하여 엔진 연료를 사용하지 않고 내려오는 경우가 많다.
상기와 같이, 장시간 엔진 연료가 없는 상태에서 내려오면, 배기가스 온도는 매우 낮아지게 되며, 또한 내리막에서 엔진 브레이크 혹은 보조 브레이크 사용으로 인해 배기가스 온도가 더 떨어질 수 있다.
그에 따라, 저온의 배기가스로 인하여 선택적 환원 촉매의 온도가 낮아지게 되면, 재가속 시 그 온도가 낮아진 상태이기 때문에, SCR 촉매에 의한 배기가스 중 질소산화물과 암모니아의 촉매 반응이 일어나지 않아, 질소산화물 배출이 많아지게 되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명의 목적은, 자이로 센서 및 가속도 센서를 통하여 상용차가 주행중인 도로의 구간 정보를 판단하고, 내리막 구간을 주행하는 상용차에 대하여, 가속도가 증가하면서, 엔진 연소가 없는 조건, 즉 엔진 연료 0 mg/stroke 에 해당하는 것으로 판단되면, 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 엔진으로 흡입되는 공기량을 선택적으로 저감시키도록 함으로써, SCR 촉매로 배출되는 배기가스의 배기 유량을 저감시킬 수 있으며, 그에 따라 SCR 촉매에 대한 보온이 이루어지도록 하는 차량의 엔진 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 상용차의 엔진 제어 장치는 차량의 엔진 연소실에서 배출되는 배기가스의 질소산화물을 저감시키기 위한 SCR 촉매의 온도 정보를 측정하는 온도 측정부, 상기 차량에 대한 기울기 정보를 측정하는 기울기 측정부, 상기 차량에 대한 가속도 정보를 측정하는 가속도 측정부 및 상기 온도 정보가 미리 설정된 설정 온도 미만이면서, 상기 기울기 정보 및 상기 가속도 정보를 통하여 상기 차량이 내리막 구간을 주행중인 것으로 판단되면, 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하여 배기가스 보온 모드의 엔진 제어가 수행되게 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 상기 제어부는 상기 차량이 내리막 구간을 주행중인 것으로 판단됨에 따라, 공급되는 엔진 연료량 및 보조 브레이크 작동 여부를 통해 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하여 선택적으로 상기 배기가스 보온 모드가 수행되게 제어한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 차량이 내리막 구간을 주행함에 있어, 연료량이 0 mg/stroke이며, 상기 보조 브레이크를 작동시키지 않은 것으로 판단되면, 엔진 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 상기 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 차량이 내리막 구간을 주행함에 있어, 연료량이 0 mg/stroke이며, 상기 보조 브레이크를 작동시킨 것으로 판단되면, 제동을 위한 엔진 공기 흡입구를 먼저 개방하고, 엔진 회전수의 변화에 따라 엔진 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 상기 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어한다.
또한, 상기 기울기 측정부는 자이로 센서 또는 네이게이션 중 어느 하나를 이용하여 상기 기울기 정보를 측정한다.
한편, 본 발명에 따른 상용차의 엔진 제어 방법은 차량의 엔진 연소실에서 배출되는 배기가스의 질소산화물을 저감시키기 위한 SCR 촉매의 온도 정보를 측정하는 온도 측정 단계, 상기 차량에 대한 기울기 정보를 측정하는 기울기 측정 단계, 상기 차량에 대한 가속도 정보를 측정하는 가속도 측정 단계 및 상기 온도 정보가 미리 설정된 설정 온도 미만이면서, 상기 기울기 정보 및 상기 가속도 정보를 통하여 상기 차량이 내리막 구간을 주행중인 것으로 판단되면, 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하여 배기가스 보온 모드의 엔진 제어가 수행되게 하는 엔진 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 엔진 제어 단계는 상기 차량이 내리막 구간을 주행중인 것으로 판단됨에 따라, 투입되는 엔진 연료량 및 보조 브레이크 작동 여부를 통해 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하여 선택적으로 상기 배기가스 보온 모드가 수행되게 제어한다.
이러한 상기 엔진 제어 단계는 상기 차량이 내리막 구간을 주행함에 있어, 연료량이 검출되면, 엔진 공기 흡입구의 100% 개방 상태가 유지되도록 제어한다.
그리고, 상기 엔진 제어 단계는 상기 차량이 내리막 구간을 주행함에 있어, 연료량이 0 mg/stroke이며, 상기 보조 브레이크를 작동시키지 않은 것으로 판단되면, 엔진 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 상기 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어한다.
또한, 상기 엔진 제어 단계는 상기 차량이 내리막 구간을 주행함에 있어, 연료량이 0 mg/stroke이며, 상기 보조 브레이크를 작동시킨 것으로 판단되면, 제동을 위해 엔진 공기 흡입구를 먼저 100% 개방하고, 엔진 회전수의 변화에 따라 엔진 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 상기 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어한다.
본 발명은, 자이로 센서 및 가속도 센서를 통하여 상용차가 주행중인 도로의 구간 정보를 판단하고, 내리막 구간을 주행하는 상용차에 대하여, 가속도가 증가하면서, 엔진 연소가 없는 조건, 즉 엔진 연료 0 mg/stroke 에 해당하는 것으로 판단되면, 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 엔진으로 흡입되는 공기량을 선택적으로 저감시키도록 함으로써, SCR 촉매로 배출되는 배기가스의 배기 유량을 저감시켜 SCR 촉매에 대한 보온이 이루어지게 하는 효과를 갖는다.
그에 따라, 본 발명은 SCR 촉매에 대한 보온이 이루어질 수 있도록 함으로써, 정상 주행 상태, 다시 말해 내리막 구간에서의 탄력주행이 종료되어 정상적인 엔진 연소가 이루어지는 상태로의 진입 시, 보온이 유지된 SCR 촉매를 통해 배기가스에 포함된 질소산화물의 제거가 효과적으로 이루어지게 하는 효과를 갖는다.
도 1 은 일반적인 엔진 제어 장치의 구성을 보여주기 위한 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 상용차의 엔진 제어 장치를 개략적으로 보여주기 위한 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일시예에 따른 상용차의 엔진 제어 장치에 대한 내리막 경사에 따른 SCR 촉매 온도 변화를 보여주기 위한 그래프이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 상용차의 엔진 제어 장치에 대한 엔진 공기 흡입구의 개도량에 따른 SCR 촉매의 온도 변화를 보여주기 위한 그래프이다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 상용차의 엔진 제어 장치에 대한 엔진 회전수 변화에 따른 엔진 공기 흡입구의 개도율 조절을 보여주기 위한 표이다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상용차의 엔진 제어 방법을 순차적으로 보여주기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 은 일반적인 엔진 제어 장치의 구성을 보여주기 위한 도면이고, 도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 상용차의 엔진 제어 장치를 개략적으로 보여주기 위한 도면이다.
그리고, 도 3 는 본 발명의 일시예에 따른 상용차의 엔진 제어 장치에 대한 내리막 경사에 따른 SCR 촉매 온도 변화를 보여주기 위한 그래프이고, 도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 상용차의 엔진 제어 장치에 대한 엔진 공기 흡입구의 개도량에 따른 SCR 촉매의 온도 변화를 보여주기 위한 그래프이며, 도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 상용차의 엔진 제어 장치에 대한 엔진 회전수 변화에 따른 엔진 공기 흡입구의 개도율 조절을 보여주기 위한 표이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 엔진 제어 장치는 복수의 연소실(11)을 구비하고, 각각의 연소실(11)에 분사된 연료의 연소를 통해 구동력을 제공하는 엔진(10)과, 연소실(11)에서 배출되는 배기가스의 일부를 재순환시켜 연소실(11)로 공급하는 EGR 장치(20) 및 배기파이프에 설치되고, 연소실(11)에서 배출되는 배기가스를 정화하는 SCR 촉매(30)를 포함하는데, 제어부(400)는 SCR 촉매(30)의 온도에 따라 엔진(10)의 제어 인자, 더 구체적으로는 엔진(10)으로 흡입되는 공기 흡입량을 제어하기 위한 제어부(400)를 포함할 수 있다.
그리고, EGR 장치(20)는 엔진(10)에 과급 공기를 공급하는 터보 차저(40) 전단의 배기가스를 추출하여 엔진(10)으로 재순환시키는 역할을 한다.
이러한 EGR 장치(20)는 배기가스 재순환량을 조절하는 EGR 밸브(21)와, EGR 밸브(21)를 통해 재순환되는 고온의 배기가스를 냉각시켜 흡기 매니폴드(13)를 통해 엔진(10)으로 유입시키는 EGR 쿨러(22)를 포함한다.
또한, SCR 촉매(30)는 엔진에서 발생하는 배기 가스로부터 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 등의 유해물질을 정화 처리하기 위해 사용된다.
아울러, SCR 촉매(30)는 일루미나를 베이스로 하여 백금, 팔라듐, 로듐 등을 포함하는 귀금속을 담지하여, 탄화수소 및 일산화탄소의 산화반응과, 질소산화물의 환원반응을 동시에 발생시키는 역할을 한다
여기서, 촉매의 경우 그 온도가 높을수록 정화 능력이 높아지는 특성을 가지며, 또한 촉매가 활성화 온도에 도달하지 않은 상태에서는 유해물질의 정화 능력이 떨어져 유해물질을 산화 및 환원시키지 못하고 대기로 배출하게 되므로, 에미션(Emission)을 악화시킬 수 있다.
이를 위해, 통상적으로 SCR 촉매(30)의 온도가 270℃ 이상이 되어야 "2NO2 + C → N2 + CO2"의 반응이 발생하기 때문에, 본 실시예에 따른 상용차의 엔진 제어 장치는 차량의 상태 변화 시에도 약 270℃ 이상의 온도를 유지하며 SCR 촉매(30)에 대한 보온이 이루어질 수 있도록 도 2 에 도시된 바와 같이, 온도 측정부(100), 기울기 측정부(200), 가속도 측정부(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
온도 측정부(100)는 연소실(11)에서 배출되는 배기가스 중에서 질소산화물을 저감시키기 위한 SCR 촉매(30)의 온도 정보를 측정한다.
기울기 측정부(200)는 차량에 대한 기울기 정보를 측정한다.
바람직하게는, 기울기 측정부(200)는 통상의 자이로 센서로 구비될 수 있고, 차량의 위치 측정과 방향 설정 등을 고려한 자세제어가 이루어질 수 있도록 기울기 정보를 측정한다.
더 바람직하게는, 기울기 측정부(200)는 자이로 센서를 통해 차량의 기울기 정보를 측정할 수도 있으나, 차량의 네비게이션 정보를 이용하여 차량이 주행중인 도로 환경에 따른 차량의 기울기 정보를 측정할 수도 있다.
가속도 측정부(300)는 차량에 대한 가속도 정보를 측정한다.
한편, 제어부(400)는 온도 측정부(100)에서 측정된 온도 정보가 미리 설정된 설정 온도, 더 구체적으로는 약 270℃ 미만이면서, 기울기 측정부(200) 및 가속도 측정부(300)에서 측정된 기울기 정보 및 가속도 정보를 통해 차량이 내리막 구간(A)을 주행주인 것으로 판단되면, 선택적으로 배기가스 보온 모드에 따른 엔진 제어가 수행되도록 제어한다.
즉, 상용차의 경우, 적재물의 적재 상태에서 따라 최대중량 40 톤, 최소중량 5 톤으로 도로를 주행하기 때문에, 내리막에서는 종단 속도가 더 증가하게 되는데, 그에 따라 기울기 측정부(200)를 통해 차량이 내리막 구간(A)을 주행하는 상태에서, 가속도 측정부(300)를 이용한 가속도 측정 시 만일 측정된 가속도 정보가 연속하여 증가되는 것으로 판단되면, 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하여 배기가스 보온 모드의 엔진 제어가 수행되도록 한다.
다시 말해, 상용차는 상기와 같이 내리막에서 종단 속도가 더 증가하게 되기 때문에, 통상 엔진의 연료를 사용하지 않고 내리막에서는 일정 속도를 유지하면서 내려올 수 있으나, 이러한 타력주행과 같은 운전 패턴이 자주 발생하게 되면, 엔진 연료량이 없는 상태에서의 주행이 많아지므로, 엔진에서 배출되는 배기가스 온도가 낮아질 수 밖에 없다.
결국, 도 3에 도시된 바와 같이, SCR 촉매(30)의 온도가 낮아지는 결과를 초래하는 원인이 되는데, 내리막 구간(A)에서는 엔진 연료량이 거의 없기 때문에, SCR 촉매(30)의 온도가 떨어질 수 밖에 없는 것이다.
특히, 상용차의 특성 상 차량의 무게가 매우 크므로, 내리막 구간(A)에서 엔진 연료량 없이도 속도를 유지하면서 내려올 수 있는데(도 3에 표시된 엔진 연료량의 경우 타력 주행 중 발생하는 미션 변속 시 소모되는 연료량임), 상기와 같이 엔진 연료량이 거의 없어 SCR 촉매(30)의 온도가 감소하면, 그 효율이 저하되어 내리막 구간(A) 후 일반 구간에서 주행 시, SCR 촉매(30)에서 배기가스에 포함된 질소산화물의 제거가 이루어지지 않아, 질소산화물의 배출이 많아질 수 밖에 없다.
따라서, 제어부(400)는 차량이 내리막 구간(A)을 주행중인 것으로 판단된 상태에서, 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하고, 그에 따라 선택적으로 엔진 공기 흡입구(1)의 개도율을 조절, 배기가스 보온 모드의 엔진 제어가 수행되게 함으로써, 엔진에서 SCR 촉매(30)로 배출되는 배기가스 배기 유량을 저감시켜 SCR 촉매(30)에 대한 보온이 이루어지게 할 수 있다.
즉, 엔진 연소가 없는 상태로 배출되는 배기가스의 온도는 매우 낮기 때문에, 낮은 온도의 배기가스가 SCR 촉매(30)에 유입되면, SCR 촉매(30)의 온도는 낮아지게 되므로, 내리막 구간(A)에서 엔진 연료량이 0 mg/stroke 인 상태의 차량에 대한 배기가스 보온 모드의 엔진 제어가 이루어지게 함으로써, SCR 촉매(30)의 온도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 배기가스 보온 모드의 엔진 제어의 실시예에 있어서, 엔진 공기 흡입구(1)의 개도율을 조절하는 것으로 설명하였으나, 이는 어느 하나의 실시예에 해당하는 것일 뿐 정해진 것은 아니며, 예를 들어 VGT를 이용하여 배기가스를 BY-PASS 시키면, 배기가스는 터빈을 돌리지 않기 때문에, 열에너지가 운동에너지로 변하지 않고 열 에너지를 유지한 상태로 SCR 촉매(30)로 이동하게 되므로, 이러한 특징을 이용하여 SCR 촉매(30)의 보온이 유지되게 할 수도 있다.
한편, 제어부(400)는 기울기 정보 및 가속도 정보를 이용하여 차량이 내리막 구간(A)을 주행하는 것으로 판단된 상태에서, 연료량이 0 mg/stroke 이며, 운전자 의지에 따라 보조 브레이크를 미작동 한 것으로 판단되면, 엔진 공기 흡입구(1)의 개도율이 낮아지게 조절하여 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어한다.
다시 말해, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 내리막 구간(A)을 주행하는 차량에 대하여, 연료량이 0 mg/stroke, 즉 연료량이 없는 경우, 엔진 공기 흡입구(1)의 개도율을 엔진 회전수에 따라, 대략 10 내지 15%로 낮아지게 조절하여(도 5에 박스로 표시된 부분 참조), 엔진으로 흡입되는 공기량이 줄어들게 할 수 있으며, 그에 따라 엔진에서 배출되는 배기가스 또한 줄어들게 할 수 있어 SCR 촉매(30)의 보온이 유지되게 할 수 있다.
도 5를 참조하여 볼 때, 만일 동일한 조건에서 엔진으로 투입되는 연료량이 5 mg/stroke 이상이면, 일반적인 주행조건이라 판단, 더 바람직하게는 엔진 연소에 따른 고온의 배기가스가 배출되는 것으로 판단하여, 제어부(400)는 배기가스 보온 모드를 해지하고, 일반 주행조건에 해당하도록 엔진 공기 흡입구(1)의 개도율을 다시 증가되게 한다.
한편, 제어부(400)는 차량이 내리막 구간(A)을 주행함에 있어서, 연료량이 0 mg/stroke이며, 보조 브레이크를 작동시킨 것으로 판단되면, 제동을 위한 엔진 공기 흡입구(1)를 먼저 개방하고, 엔진 회전수의 변화에 따라 엔진 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어한다.
즉, 제어부(400)는 내리막 구간(A)을 주행하는 차량에 대하여, 연료량이 0 mg/stroke, 다시 말해 엔진에 투입되는 연료량이 없지만, 운전자 의지에 따라 보조 브레이크를 작동시킨 것으로 판단되면, 우선적으로 엔진 공기 흡입구(1)를 100% 개방하여 엔진으로 공급되는 공기량을 제어하여 제동력을 얻도록 한다.
이후, 제어부(400)는 만일 엔진 회전수 변화, 구체적으로는 보조 브레이크의 작동시킴에 따라, 다운 시프트에 의해 엔진 회전수가 고 RPM영역으로 상승하였다가, 순차적으로 서서히 낮아지게 되면, 다시 엔진 공기 흡입구(1)의 개도율이 낮아지게 조절하여 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어한다.
따라서, 제어부(400)는 내리막 구간(A)을 주행하는 차량에 대하여, 연료량이 없더라도, 운전자가 보조 브레이크를 작동시키게 되면, 우선적으로 일시 엔진 공기 흡입구(1)를 개방한 후, 다시 배기가스 보온 모드의 엔진 제어가 이루어지게 하여, 제동과 배기가스 보온 모드의 제어가 모두 가능하게 할 수 있다.
이하, 도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상용차의 엔진 제어 방법을 순차적으로 보여주기 위한 도면이다.
도 6을 참조하여, 본 실시예에 따른 엔진 제어 방법을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어부(400)는 온도 측정부(100), 기울기 측정부(200) 및 가속도 측정부(300)를 통해 각각 측정된 SCR 촉매(30)의 온도 정보, 차량의 기울기 정보 및 가속도 정보를 전달받는다(S100).
이후, 제어부(400)는 기울기 정보 및 가속도 정보를 이용하여 차량이 내리막 구간(A)을 주행중인 것으로 판단되면, 엔진에 투입되는 엔진 연료량이 0 mg/stroke 에 해당하는지 여부를 판단한다(S200).
이때, 만일 내리막 구간(A)을 주행중인 상태에서, 엔진으로 투입되는 연료량이 검출되면, 일례로 5 mg/stroke 이상이면, 일반적인 주행조건이라 판단, 더 바람직하게는 엔진 연소에 따른 고온의 배기가스가 배출될 수 있는 것으로 판단하여, 일반 주행 모드, 다시 말해 엔진 공기 흡입구(1)가 100% 개방되도록 하는 제어가 이루어지게 한다(S210).
여기서, 만일 차량이 내리막 구간(A)을 주행하고(S100), 연료량이 0 mg/stroke이며(S200), 보조 브레이크 작동에 따른 운전자 의지를 확인한 결과(S300), 만일 보조 브레이크를 작동시키지 않은 것으로 판단되면, 제어부(400)는 엔진 공기 흡입구(1)의 개도율이 낮아지게 조절하는 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어한다(S400).
즉, 제어부(400)는 내리막 구간(A)을 주행하는 차량에 대하여, 연료량이 0 mg/stroke, 즉 연료량이 없는 경우, 엔진 공기 흡입구(1)의 개도율을 엔진 회전수에 따라, 대략 10 내지 15%로 낮아지게 조절하여(도 5 참조), 엔진으로 흡입되는 공기량이 줄어들게 할 수 있으며, 그에 따라 엔진에서 SCR 촉매(30)로 배출되는 배기가스 또한 줄어들게 할 수 있어, 낮은 온도의 배기가스에 노출됨에 따라 온도가 낮아질 수 있는 SCR 촉매(30)에 대한 보온이 유지되게 할 수 있다.
한편, 만일 차량이 내리막 구간(A)을 주행함에 있어, 연료량이 0 mg/stroke이며, 보조 브레이크를 작동시킨 것으로 판단되면(S300), 제동을 위해 엔진 공기 흡입구(1)를 먼저 100% 개방하고(S310), 엔진 회전수의 변화에 따라 엔진 공기 흡입구(1)의 개도율이 낮아지게 조절하여 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어한다(S400).
다시 말해, 제어부(400)는 내리막 구간(A)을 주행하는 차량에 대하여, 연료량이 0 mg/stroke, 즉 엔진에 투입되는 연료량이 없지만, 운전자 의지에 따라 보조 브레이크를 작동시킨 것으로 판단되면(S300), 우선적으로 엔진 공기 흡입구(1)를 100% 개방하여 엔진으로 공급되는 공기량을 제어하여 제동력을 얻도록 한다(S310).
이후, 제어부(400)는 만일 엔진 회전수 변화, 구체적으로는 보조 브레이크의 작동시킴에 따라, 다운 시프트에 의해 엔진 회전수가 고 RPM영역으로 상승하였다가, 순차적으로 서서히 낮아지게 되면, 다시 엔진 공기 흡입구(1)의 개도율이 낮아지게 조절하여 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어한다(S400).
결과적으로, 제어부(400)는 내리막 구간(A)을 주행하는 차량에 대해, 연료량이 없더라도, 운전자가 보조 브레이크를 작동시키게 되면(S300), SCR 촉매(30) 보온과 관계없이 일시 엔진 공기 흡입구(1)를 개방하여 엔진으로 공급되는 공기량을 제어, 제동력을 얻도록 하며(310), 이후 제어부(400)는 다시 배기가스 보온 모드의 엔진 제어가 이루어지게 함으로써(S400), 제동과 배기가스 보온 모드의 제어가 모두 가능하게 할 수 있다.
본 발명은, 자이로 센서 및 가속도 센서를 통하여 상용차가 주행중인 도로의 구간 정보를 판단하고, 내리막 구간을 주행하는 상용차에 대하여, 가속도가 증가하면서, 엔진 연소가 없는 조건, 즉 엔진 연료 0 mg/stroke 에 해당하는 것으로 판단되면, 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 엔진으로 흡입되는 공기량을 선택적으로 저감시키도록 함으로써, SCR 촉매로 배출되는 배기가스의 배기 유량을 저감시켜 SCR 촉매에 대한 보온이 이루어지게 하는 효과를 갖는다.
그에 따라, 본 발명은 SCR 촉매에 대한 보온이 이루어질 수 있도록 함으로써, 정상 주행 상태, 다시 말해 내리막 구간에서의 탄력주행이 종료되어 정상적인 엔진 연소가 이루어지는 상태로의 진입 시, 보온이 유지된 SCR 촉매를 통해 배기가스에 포함된 질소산화물의 제거가 효과적으로 이루어지게 하는 효과를 갖는다.
이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.
1 : 엔진 공기 흡입구 100 : 온도 측정부
200 : 기울기 측정부 300 : 가속도 측정부
400 : 제어부 A : 내리막 구간

Claims (10)

  1. 차량의 엔진 연소실에서 배출되는 배기가스의 질소산화물을 저감시키기 위한 SCR 촉매의 온도 정보를 측정하는 온도 측정부;
    상기 차량에 대한 기울기 정보를 측정하는 기울기 측정부;
    상기 차량에 대한 가속도 정보를 측정하는 가속도 측정부; 및
    상기 온도 정보가 미리 설정된 설정 온도 미만이면서, 상기 기울기 정보 및 상기 가속도 정보를 통하여 상기 차량이 내리막 구간을 주행중인 것으로 판단되면, 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하여 배기가스 보온 모드의 엔진 제어가 수행되게 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상용차의 엔진 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량이 내리막 구간을 주행중인 것으로 판단됨에 따라, 공급되는 엔진 연료량 및 보조 브레이크 작동 여부를 통해 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하여 선택적으로 상기 배기가스 보온 모드가 수행되게 제어하는 것을 특징으로 하는 상용차의 엔진 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량이 내리막 구간을 주행함에 있어, 연료량이 0 mg/stroke이며, 상기 보조 브레이크를 작동시키지 않은 것으로 판단되면, 엔진 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 상기 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 상용차의 엔진 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량이 내리막 구간을 주행함에 있어, 연료량이 0 mg/stroke이며, 상기 보조 브레이크를 작동시킨 것으로 판단되면, 제동을 위한 엔진 공기 흡입구를 먼저 개방하고, 엔진 회전수의 변화에 따라 엔진 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 상기 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 상용차의 엔진 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기울기 측정부는,
    자이로 센서 또는 네이게이션 중 어느 하나를 이용하여 상기 기울기 정보를 측정하는 것을 특징으로 하는 상용차의 엔진 제어 장치.
  6. 차량의 엔진 연소실에서 배출되는 배기가스의 질소산화물을 저감시키기 위한 SCR 촉매의 온도 정보를 측정하는 온도 측정 단계;
    상기 차량에 대한 기울기 정보를 측정하는 기울기 측정 단계;
    상기 차량에 대한 가속도 정보를 측정하는 가속도 측정 단계; 및
    상기 온도 정보가 미리 설정된 설정 온도 미만이면서, 상기 기울기 정보 및 상기 가속도 정보를 통하여 상기 차량이 내리막 구간을 주행중인 것으로 판단되면, 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하여 배기가스 보온 모드의 엔진 제어가 수행되게 하는 엔진 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상용차의 엔진 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 엔진 제어 단계는,
    상기 차량이 내리막 구간을 주행중인 것으로 판단됨에 따라, 투입되는 엔진 연료량 및 보조 브레이크 작동 여부를 통해 차량 상태 및 운전자 의지를 확인하여 선택적으로 상기 배기가스 보온 모드가 수행되게 제어하는 것을 특징으로 하는 상용차의 엔진 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 엔진 제어 단계는,
    상기 차량이 내리막 구간을 주행함에 있어, 연료량이 검출되면, 엔진 공기 흡입구의 100% 개방 상태가 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 상용차의 엔진 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 엔진 제어 단계는,
    상기 차량이 내리막 구간을 주행함에 있어, 연료량이 0 mg/stroke이며, 상기 보조 브레이크를 작동시키지 않은 것으로 판단되면, 엔진 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 상기 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 상용차의 엔진 제어 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 엔진 제어 단계는,
    상기 차량이 내리막 구간을 주행함에 있어, 연료량이 0 mg/stroke이며, 상기 보조 브레이크를 작동시킨 것으로 판단되면, 제동을 위해 엔진 공기 흡입구를 먼저 100% 개방하고, 엔진 회전수의 변화에 따라 엔진 공기 흡입구의 개도율이 낮아지게 조절하여 상기 배기가스 보온 모드가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 상용차의 엔진 제어 방법.
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