JP6210704B2 - 車両のｌｎｔ制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車両のＬＮＴ（Ｌｅａｎ ＮＯｘ Ｔｒａｐ）制御方法に係り、より詳しくは、エンジン排気中の窒素酸化物を浄化するＬＮＴ触媒の劣化程度に対応してリッチモード（Ｒｉｃｈ Ｍｏｄｅ）を制御する、車両のＬＮＴ制御方法に関する。
車両のエンジン排気系にＬＮＴ触媒を適用した時、吸着されたＮＯｘを再生するためにリッチモードを実施する。ＬＮＴ触媒は、６００℃以上の高温に露出されたり、燃料に含まれる硫黄成分の燃焼による硫黄被毒等により劣化が進んで、使用時間が進行に伴いＮＯｘ浄化率が徐々に低下する。
従って、ＬＮＴ触媒の劣化が進んだ程度によって、ＮＯｘ浄化率が異なるので、ＬＮＴ触媒のＮＯｘ浄化率に従ってリッチモード制御戦略を変化させることにより、一方ではＮＯｘ規制値をクリアしながら他方では燃費損失率を最小化する必要がある。
上記の発明の背景になる技術として説明された事項は、本発明の背景についての理解増進のためのものであり、この技術分野で通常の知識を有した者に公知であった従来技術に該当することを認めたものとして受け入れられてはならない。
韓国公開特許１０−２０１１−００６３１４０号公報 特開２００９−１２７４７４号公報
本発明は、かかる必要性によって案出されたものであって、ＬＮＴ触媒の劣化の程度によって変化するＬＮＴ触媒のＮＯｘ浄化率の変化に対応して、リッチモード制御戦略を変化させることにより、ＮＯｘ規制値をクリアしながら燃費損失率を最小化することができるようにした車両のＬＮＴ制御方法を提供するところにその目的がある。
上記したような目的を達成するための本発明の車両のＬＮＴ制御方法は、ＬＮＴ触媒の劣化有無を判断する劣化判断段階と、劣化判断段階の遂行結果、ＬＮＴ触媒が劣化しているものと判断した場合に、劣化していない場合に比べて、更に多い回数のリッチモードを実行するように判断するリッチモード必要判断段階と、を含み、
リッチモード必要判断段階は、ＬＮＴ触媒に吸着されたＮＯｘの量をモデリングした値を基準として設定されたＮＯｘファクターと、車速とギア段数を基準として設定された車速＆ギアファクターと、を乗じて、所定のリッチ安全ファクターと比較してＬＮＴリッチモードの必要可否を判断し、
ＮＯｘファクターは、ＬＮＴ触媒が劣化していない通常の状態について定められたノーマルＮＯｘファクターと、ＬＮＴ触媒が劣化している状態について別途に定められたエイジドＮＯｘファクターと、から構成され、車速＆ギアファクターは、ＬＮＴ触媒が劣化していない通常の状態について定められたノーマル車速＆ギアファクターと、ＬＮＴ触媒が劣化している状態について別途に定められたエイジド車速＆ギアファクターと、から構成され、リッチモード必要判断段階では、前記劣化判断段階の結果によって、前記ノーマルＮＯｘファクター又は前記エイジドＮＯｘファクターのうちの一つと、前記ノーマル車速＆ギアファクター又は前記エイジド車速＆ギアファクターのうちの一つと、を選択し、これらを乗じて前記リッチ安全ファクターと比較することを特徴とする。
前記リッチモード必要判断段階は、ＬＮＴ触媒に吸着されたＮＯｘの量をモデリングした値を基準として設定されたＮＯｘファクターと、車速とギア段数を基準として設定された車速＆ギアファクターと、を乗じ、所定のリッチ安全ファクターと比較してＬＮＴリッチモードの必要可否を判断することを特徴とする。
また本発明は、ＮＯｘファクターが、ＬＮＴ触媒が劣化していない通常の状態について定められたノーマルＮＯｘファクターと、ＬＮＴ触媒が劣化している状態について別途に定められたエイジドＮＯｘファクターと、から構成され、車速＆ギアファクターが、ＬＮＴ触媒が劣化していない通常の状態について定められたノーマル車速＆ギアファクターと、ＬＮＴ触媒が劣化している状態について別途に定められたエイジド車速＆ギアファクターと、から構成され、リッチモード必要段階では、劣化判断段階の結果によって、ノーマルＮＯｘファクター又はエイジドＮＯｘファクターのうちの一つと、ノーマル車速＆ギアファクター又はエイジド車速＆ギアファクターのうちの一つと、を選択しこれらを乗じてリッチ安全ファクターと比較することを特徴とする。
また本発明は、リッチモード必要段階では、ＮＯｘファクターと車速＆ギアファクターの積に、更に、ＬＮＴ触媒の温度によって決められるＬＮＴ温度ファクターを乗じてリッチ安全ファクターと比較し、その比較結果、ＮＯｘファクター、車速＆ギアファクター、及びＬＮＴ温度ファクターの積がリッチ安全ファクター以上になればＬＮＴリッチモードが必要な状態と判断するように構成されたことを特徴とする。
また本発明は、ＮＯｘファクターが、吸着されたＮＯｘの量が増加するに従って大きさが増加する傾向を有し、エイジドＮＯｘファクターが、吸着されたＮＯｘの量が増加するに従ってノーマルＮＯｘファクターに比べて更に大きさが増加する傾向に設定され、車速＆ギアファクターが、車速とギア段数が増加するに従って大きさが増加する傾向を有し、エイジド車速＆ギアファクターが、車速とギア段数が増加するに従って、ノーマル車速＆ギアファクターに比べて更に大きさが増加する傾向に設定されることを特徴とする。
また本発明は、リッチモード必要判断段階の遂行結果、ＬＮＴリッチモード実行が必要であると判断された場合に、大気圧、冷却水温、燃料温度、加速ペダル信号、及びエンジン運転領域のうち少なくとも一つ以上の条件を更に判断して、ＬＮＴリッチモードを実行するか否かを決定する最終決定段階を更に含んで構成されたことを特徴とする。
また本発明は、劣化判断段階では、ＬＮＴ触媒の前端及び後端のラムダセンサの信号を利用してＮＯｘ還元に消費された還元剤の量と、スリップされる還元剤の量と、を検出してスリップ比を算出し、スリップ比が所定の臨界値を超過する場合にＬＮＴ触媒の劣化と判断することを特徴とする。
本発明は、ＬＮＴ触媒の劣化の程度に従って変化するＬＮＴ触媒のＮＯｘ浄化率に対応してリッチモード制御戦略を変化させることにより、ＮＯｘ規制値を満足しながら燃費損失率を最小化することができた。
本発明による車両のＬＮＴ制御方法を説明したブロック図である。 本発明に使用されるモデリングされたＮＯｘファクターの例を図示した図である。 本発明に使用される車速＆ギアファクターの例を図示した図である。 本発明の効果を従来と比較して説明するグラフである。
以下に、添付図面を参照しつつ、本発明のＬＮＴ制御方法を詳細に説明する。
図１は、本発明による車両のＬＮＴ制御方法を説明したブロック図である
図１に示すように、本発明の車両のＬＮＴ制御方法の実施例は、ＬＮＴ触媒の劣化有無を判断する劣化判断段階Ｓ１０と、劣化判断段階Ｓ１０の遂行結果、ＬＮＴ触媒が劣化していると判断した場合に、劣化していない場合に比べて更に多い回数のリッチモードを実行するように判断するリッチモード必要判断段階Ｓ２０と、を含んで構成される。
劣化判断段階Ｓ１０において、ＬＮＴ触媒が劣化している判断した場合は、リッチモード必要判断段階Ｓ２０によって更に多くリッチモードを遂行して、ＮＯｘ規制をクリアすることができるようにし、ＬＮＴ触媒が劣化していないと判断した場合は、リッチモードの遂行回数を相対的に減らして燃料の消費を節約することにより、燃費向上に寄与することができるようにしたものである。
劣化判断段階Ｓ１０では、ＬＮＴ触媒の前端及び後端のラムダセンサの信号を利用してＮＯｘ還元に消費された還元剤の量と、スリップした還元剤の量と、を検出してスリップ比を算出し、算出されたスリップ比が所定の臨界値を超過する場合にＬＮＴ触媒の劣化と判断するところ、これは上記先行技術文献の内容によってＬＮＴ触媒の劣化を判断するものである。
リッチモード必要判断段階Ｓ２０は、ＬＮＴ触媒に吸着されたＮＯｘの量をモデリングした値を基準として設定されたＮＯｘファクターと、車速とギア段数を基準として設定された車速＆ギアファクターを乗じて、所定のリッチ安全ファクターと比較してＬＮＴリッチモードの必要可否を判断するものである。
図２は、本発明に使用されるモデリングされたＮＯｘファクターの例を図示した図であり、図３は車速＆ギアファクターの例を図示した図である。
エンジンから排出されるＮＯｘをモデリングしてＬＮＴ触媒に吸着されたＮＯｘの量を計算し、このようなＮＯｘの量に従って、図２に例示するようにＮＯｘファクターを設定し、車速＆ギアファクターも車速とギア段数に従って図３に例示したように設定して予め入力しておくのである。
ＮＯｘファクターは、ＬＮＴ触媒が劣化していない通常の状態について定められたノーマルＮＯｘファクターとＬＮＴ触媒が劣化している状態について別途に定められたエイジドＮＯｘファクターから構成され、車速＆ギアファクターは、ＬＮＴ触媒が劣化していない通常の状態について定められたノーマル車速＆ギアファクターとＬＮＴ触媒が劣化している状態について別途に定められたエイジド車速＆ギアファクターから構成される。
ここで、ＮＯｘファクターは、吸着されたＮＯｘの量が増加するに従って大きさが増加する傾向を有し、ノーマルＮＯｘファクターに比べて、エイジドＮＯｘファクターは、吸着されたＮＯｘの量が増加するに従って、相対的に更に大きい値を有する傾向に設定される。
また、車速＆ギアファクターは、車速とギア段数が増加するに従って大きさが増加する傾向を有し、ノーマル車速＆ギアファクターに比べて、吸着されたＮＯｘの量が増加するに従ってエイジド車速＆ギアファクターが、吸着されたＮＯｘの量が増加するに従って、相対的に更に大きい値を有する傾向に設定される。
リッチモード必要判断段階Ｓ２０では、劣化判断段階Ｓ１０の結果によって、ノーマルＮＯｘファクター又はエイジドＮＯｘファクターのうちの一つと、ノーマル車速＆ギアファクター又はエイジド車速＆ギアファクターのうちの一つと、を選択し、これらを乗じてリッチ安全ファクターと比較するが、本実施例では、ＮＯｘファクターと車速＆ギアファクターとの積に追加して、ＬＮＴ触媒の温度によって決められるＬＮＴ温度ファクターを更に乗じてリッチ安全ファクターと比較し、その比較結果、ＮＯｘファクター、車速＆ギアファクター、及びＬＮＴ温度ファクターの積がリッチ安全ファクター以上になれば、ＬＮＴリッチモードが必要な状態と判断するように構成した。
ここで、ＬＮＴ温度ファクターは、ＬＮＴ触媒の温度によってＮＯｘ浄化率が大きく差が出るため、これを反映させるもので、例えば、２００℃未満の場合にはＮＯｘ還元が不可能であるためリッチモードへの進入を禁止させるように設定される。
一方、車速＆ギアファクターは、車両の走行条件によってリッチモードに進入するか否かを決定するためのもので、例えば１段、１０Ｋｍ／Ｈ以下の速度ではリッチモードへの進入を禁止させるように設定される。
一方、リッチモード必要判断段階Ｓ２０の遂行結果、ＬＮＴリッチモード実行が必要であると判断された場合に、大気圧、冷却水温、燃料温度、加速ペダル信号、及びエンジン運転領域のうち少なくとも一つ以上の条件を更に判断して、ＬＮＴリッチモードを実行するか否かを決定する最終決定段階Ｓ３０を更に含んで構成されることもできる。
すなわち、上記したようなＮＯｘファクターと車速＆ギアファクター及びＬＮＴ温度ファクターによってのみリッチモードの進入可否を決定することもできるが、大気圧、冷却水温、燃料温度、加速ペダル信号及びエンジン運転領域等のような事項を更に考慮して、その結果によって実質的にリッチモードを実行するか否かを決定することにより、より適切なリッチモードの実行が可能なようにすることができるのである。
図４は、本発明の効果を従来と比較して説明するグラフである。
図４に示すように、従来はＬＮＴ触媒の劣化の有無と関係なく、他の諸条件に従ってリッチモードに進入するか否かを決定したことにより、ＬＮＴ触媒が劣化している状態では十分なＮＯｘ浄化を期待することができず、規制値を満足することができない場合が発生することがあり得た。これに備えるためにＬＮＴ触媒が劣化していない状態で不必要にリッチモード回数をふやすようにすれば、燃料の不必要な消耗により燃費に悪影響を与えるようになった。
本発明は、図４に例示されるように、ＬＮＴ触媒が劣化した場合にはリッチモードを多く遂行してＮＯｘ規制値を満足することができるようにし、ＬＮＴ触媒が劣化していない場合には、相対的に少ない回数のリッチモードを実行することにより車両の燃費向上に寄与することができるようにするものである。
参考に、図４の左側部分は、ＬＮＴ触媒が劣化しているのに劣化していない場合と同様に一回のリッチモード実行によりＮＯｘ規制値を超過する状態を示す一方、図４の右側部分は、ＬＮＴ触媒が劣化した時でも、二回のリッチモードの実行によりＮＯｘ規制値をクリアすることができることを示している。
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
Ｓ１０ 劣化判断段階
Ｓ２０ リッチモード必要判断段階
Ｓ３０ 最終決定段階

Claims (5)

  1. ＬＮＴ触媒の劣化有無を判断する劣化判断段階と、
    前記劣化判断段階の遂行結果、ＬＮＴ触媒が劣化しているものと判断した場合に、劣化していない場合に比べて、更に多い回数のリッチモードを実行するように判断するリッチモード必要判断段階と、
    を含み、
    前記リッチモード必要判断段階は、ＬＮＴ触媒に吸着されたＮＯｘの量をモデリングした値を基準として設定されたＮＯｘファクターと、車速とギア段数を基準として設定された車速＆ギアファクターと、を乗じて、所定のリッチ安全ファクターと比較してＬＮＴリッチモードの必要可否を判断し、
    前記ＮＯｘファクターは、ＬＮＴ触媒が劣化していない通常の状態について定められたノーマルＮＯｘファクターと、ＬＮＴ触媒が劣化している状態について別途に定められたエイジドＮＯｘファクターと、から構成され、
    前記車速＆ギアファクターは、ＬＮＴ触媒が劣化していない通常の状態について定められたノーマル車速＆ギアファクターと、ＬＮＴ触媒が劣化している状態について別途に定められたエイジド車速＆ギアファクターと、から構成され、
    前記リッチモード必要判断段階では、前記劣化判断段階の結果によって、前記ノーマルＮＯｘファクター又は前記エイジドＮＯｘファクターのうちの一つと、前記ノーマル車速＆ギアファクター又は前記エイジド車速＆ギアファクターのうちの一つと、を選択し、これらを乗じて前記リッチ安全ファクターと比較することを特徴とする車両のＬＮＴ制御方法。
  2. 前記リッチモード必要判断段階では、前記ＮＯｘファクターと前記車速＆ギアファクターの積に、更に、ＬＮＴ触媒の温度によって決められるＬＮＴ温度ファクターを乗じて前記リッチ安全ファクターと比較し、その比較結果、前記ＮＯｘファクター、前記車速＆ギアファクター、及び前記ＬＮＴ温度ファクターの積が前記リッチ安全ファクター以上になればＬＮＴリッチモードが必要な状態と判断するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両のＬＮＴ制御方法。
  3. 前記ＮＯｘファクターは、吸着されたＮＯｘの量が増加するに従って大きさが増加する傾向を有し、前記エイジドＮＯｘファクターは、吸着されたＮＯｘの量が増加するに従って、前記ノーマルＮＯｘファクターに比べて更に大きさが増加する傾向に設定され、
    前記車速＆ギアファクターは、車速とギア段数が増加するに従って大きさが増加する傾向を有し、前記エイジド車速＆ギアファクターは、車速とギア段数が増加するに従って、前記ノーマル車速＆ギアファクターに比べて更に大きさが増加する傾向に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両のＬＮＴ制御方法。
  4. 前記リッチモード必要判断段階の遂行結果、ＬＮＴリッチモード実行が必要であると判断された場合に、大気圧、冷却水温、燃料温度、加速ペダル信号、及びエンジン運転領域のうち少なくとも一つ以上の条件を更に判断して、ＬＮＴリッチモードを実行するか否かを決定する最終決定段階を更に含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両のＬＮＴ制御方法。
  5. 前記劣化判断段階では、ＬＮＴ触媒の前端及び後端のラムダセンサの信号を利用してＮＯｘ還元に消費された還元剤の量と、スリップされる還元剤の量と、を検出してスリップ比を算出し、前記スリップ比が所定の臨界値を超過する場合にＬＮＴ触媒の劣化と判断することを特徴とする請求項１に記載の車両のＬＮＴ制御方法。
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