KR100435767B1 - a fail detecting method for cold start emission reduction device of car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉간 시동시 점화진각, 엔진 rpm, 아이들 공기량 및 공연비 등을 측정하여 배출가스 저감장치에서 나오는 배출가스량을 예측하여 촉매가열 기능 고장을 판단할 목적으로;The present invention for the purpose of determining the catalyst heating function failure by predicting the amount of exhaust gas coming from the exhaust gas reducing device by measuring the ignition angle, engine rpm, idle air amount and air-fuel ratio during cold start;
배출가스 저감에 있어서, 동작중인 차량에서 촉매가열 기능 정상 작동여부를 판단하는 단계와; 점화진각, 엔진 회전수, 아이들 공기량 등을 측정하여 설정된 기준치 초과 여부를 판단하는 단계와; 상기 설정 기준치 초과시 촉매가열 기능 고장으로 판단, 소정의 고장 표시 신호를 출력하는 단계로 이루어져 있어서, 빠른 고장 수리에 의한 새롭게 강화되는 배출가스 규제에 대응할 수 있을 뿐 아니라, 상기 촉매 가열 기능 고장 판단을 위한 별도의 하드웨어 변경 없이 소프트웨어적으로 처리가 가능함에 따라 원가를 절감할 수 있다.A method for reducing exhaust gas, the method comprising: determining whether a catalyst heating function is normally operated in a vehicle in operation; Determining whether the reference value is exceeded by measuring an ignition advance angle, an engine speed, an idle air amount, and the like; Determining the failure of the catalyst heating function when the set threshold is exceeded, and outputting a predetermined failure indication signal, not only can cope with the newly tightened emission regulations due to quick troubleshooting, but also for determining the failure of the catalyst heating function. The software can be processed without any hardware change, thereby reducing the cost.
Description
본 발명은 차량용 배기가스 저감 장치의 고장 진단 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 냉간시 배출가스 발생을 저감하기 위한 차량용 배기가스 저감 장치의 고장 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for diagnosing a failure of a vehicle exhaust gas reducing device, and more particularly, to a method for diagnosing a failure of a vehicle exhaust gas reducing device for reducing the generation of cold exhaust gas.
차량의 배출가스 저감은 삼원촉매를 사용하여 유해가스(HC/CO/NOx)를 CO2와 H2O로 변환시킨다. 그런데, 배출가스 규제(OBD-II)가 강화되면서, 촉매의 사양을 강화하여도 규제 대응이 불가하게 되어, 냉간시동 초기 촉매의 조기 활성화를 유도하여 냉간시 발생되는 배출가스를 저감하는 기술을 차량에 적용하게 되었다.Vehicle emission reduction uses a three-way catalyst to convert harmful gases (HC / CO / NOx) into CO2 and H2O. However, as the emission gas regulation (OBD-II) has been strengthened, even if the specification of the catalyst is strengthened, it is impossible to cope with the regulation, thus inducing the early activation of the initial cold start catalyst and reducing the emission gas generated during cold rolling. Applied to.
이러한 냉각 시동시 배출가스 저감을 위한 기술을 촉매 가열(Catalyst Heating : 이하 CH 라칭함)이라고 한다.The technique for reducing the exhaust gas at the start of the cooling is called catalytic heating (hereinafter referred to as CH).
상기에서 CH는 차량의 배출가스를 시험하는 FTP(Federal Test Procedure)중 배출가스가 가장 많이 나오는 냉간 시동직후 구간에서 촉매의 조기 활성화를 유도하여 유해가스를 빠르게 정화하여 배출가스를 저감하는 것을 말하며, 촉매의 온도를 빠르게 상승시키기 위해서는 점화진각 지연, 엔진 회전수 상향, 이이들 공기량의 증량, 및 냉간시 워밍 업 구간의 공연비를 희박하게 제어한다. 이러한 CH는 FTP 시험구간 중 냉간시동 직후, 20초간의 아이들 구간에서 실시한다.In the above, CH refers to reducing the exhaust gas by quickly purifying harmful gas by inducing the early activation of the catalyst in the section immediately after cold start where the exhaust gas is the highest among the FTP (Federal Test Procedure) for testing the exhaust gas of the vehicle. In order to rapidly increase the temperature of the catalyst, the ignition delay delay, the engine speed up, the increase in the amount of air, and the air-fuel ratio in the warm-up section during cold control are lean. This CH is performed in the idle section for 20 seconds immediately after the cold start of the FTP test section.
그러나, 상기한 CH 기능의 작동여부를 운전자가 운전 중에 확인할 수 없는 문제점을 내포하고 있다.However, there is a problem that the driver cannot check whether the above-described CH function is operated.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉간 시동시 점화진각, 엔진 rpm, 아이들 공기량 및 공연비 등을 측정하여 배출가스 저감장치에서 나오는 배출가스량을 예측하여 촉매가열 기능 고장을 판단할 수 있는 차량용 배출가스 저감 장치의 고장 진단 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, by measuring the ignition advance angle, engine rpm, idle air amount and air-fuel ratio during cold start to predict the amount of exhaust gas from the exhaust gas reducing device to determine the failure of the catalytic heating function It is to provide a method for diagnosing a failure of a vehicle exhaust gas reducing device that can be.
도 1은 본 발명에 따른 차량 배출가스 저감 장치 구성 블록도 이고,1 is a block diagram of a vehicle exhaust gas reducing device configuration according to the present invention,
도 2는 본 발명에 적용되는 차량 배출가스 저감 장치의 고장 진단 방법 동작 순서도 이다.2 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a failure of a vehicle exhaust gas reducing apparatus applied to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100 : 차량 동작상태 검출장치 110 : 스로틀 밸브 개도 검출부100: vehicle operation state detection device 110: throttle valve opening detection unit
120 : 엔진 회전수 검출부 130 : 냉각수온 검출부120: engine speed detection unit 130: cooling water temperature detection unit
140 : 아이들 스위치 상태 검출부 150 : 흡입 공기량 검출부140: idle switch state detection unit 150: intake air amount detection unit
160 : 흡입 공기 온도 검출부 170 : 점화시기 검출부160: intake air temperature detector 170: ignition timing detector
200 : 엔진 제어 장치 300 : 경고장치200: engine control device 300: warning device
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
배출가스 저감에 있어서, 동작중인 차량에서 촉매가열 기능 정상 작동여부를 판단하는 단계와;A method for reducing exhaust gas, the method comprising: determining whether a catalyst heating function is normally operated in a vehicle in operation;
점화진각, 엔진 회전수, 아이들 공기량 등을 측정하여 설정된 기준치 초과 여부를 판단하는 단계와;Determining whether the reference value is exceeded by measuring an ignition advance angle, an engine speed, an idle air amount, and the like;
상기 설정 기준치 초과시 촉매가열 기능 고장으로 판단, 소정의 고장 표시 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Determining that the catalyst heating function failure when the set reference value is exceeded, it characterized in that the step of outputting a predetermined failure indication signal.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 차량 배출가스 저감 장치 구성 블록도 이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 차량 배출가스 저감 장치의 고장 진단 방법 동작 순서도 이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle exhaust gas reducing apparatus according to the present invention, and FIG.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 차량 배출가스 저감 장치는 차량의동작상태 변화에 따라 가변되는 스로틀 밸브, 엔진 회전수, 냉각수온, 아이들 스위치 상태, 흡입 공기량, 흡입 공기 온도 및 점화 시기 등을 검출하는 차량 동작 상태 검출장치(100)와;As shown in FIG. 1, the vehicle exhaust gas reducing device detects a throttle valve, an engine speed, a cooling water temperature, an idle switch state, an intake air amount, an intake air temperature, an ignition timing, and the like that vary according to a change in an operation state of a vehicle. A vehicle operation state detection device (100);
상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 스로틀 밸브, 엔진 회전수, 냉각수온, 아이들 스위치 상태, 흡입 공기량, 흡입 공기 온도 및 점화 시기 등을 입력받아, 동작중인 차량에서 배출가스 저감 기능 정상 작동시 입력되는 점화진각, 엔진 회전수, 아이들 공기량 등에 대한 설정 기준치 초과 여부를 판단하여, 상기 입력되는 각 변수가 설정 기준치를 초과하면 배출가스 저감 기능 고장으로 판단, 소정의 고장 표시 신호를 출력하는 엔진 제어 장치(200)와;A throttle valve, an engine speed, a coolant temperature, an idle switch state, an intake air amount, an intake air temperature, an ignition timing, and the like that are detected and applied by the vehicle operation state detection device 100 to reduce emissions from the vehicle in operation. It is determined whether the setting threshold value for the ignition advance angle, engine rotation speed, idle air amount, etc., which is input during normal operation is exceeded. An engine control device 200;
상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 소정의 고장 표시 신호에 동기되어 운전자가 알 수 있도록 고장 경고등을 점등시키는 구동장치(300)로 이루어져 있다.The driving device 300 is configured to turn on a failure warning light so that a driver may know in synchronization with a predetermined failure indication signal output from the engine control device 200.
상기에서 차량 동작상태 검출장치(100)는 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하여 가변되는 스로틀 밸브의 변화를 검출하는 스로틀 밸브 개도 검출부(110)와;The vehicle operation state detection apparatus 100 includes a throttle valve opening degree detection unit 110 for detecting a change in a throttle valve which is changed in cooperation with an accelerator pedal operation state of a driver;
차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수 변화를 검출하는 엔진 회전수 검출부(120)와;An engine speed detector 120 which detects a change in engine speed that is changed according to a change in a vehicle operating state;
차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 냉각수온 변화를 검출하는 냉각수온 검출부(130)와;A coolant temperature detector 130 for detecting a coolant temperature change that varies according to a vehicle operating state change;
운전자의 가속페달 조작상태 변화에 따라 가변되는 아이들 스위치 상태 변화를 검출하는 아이들 스위치 상태 검출부(140)와;An idle switch state detection unit 140 for detecting a change in an idle switch state that varies according to a change in an accelerator pedal operation state of a driver;
차량 동작상태 변화에 따라 가변되어 엔진으로 흡입되는 흡입 공기량 변화를 검출하는 흡입 공기량 검출부(150)와;An intake air amount detection unit 150 which is changed according to a change in the vehicle operation state and detects a change in the intake air amount sucked into the engine;
차량 동작 지역 변화에 따라 가변되어 엔진으로 흡입되는 흡입 공기 온도 변화를 검출하는 흡입 공기 온도 검출부(160)와;An intake air temperature detector 160 that detects a change in intake air temperature that is varied according to a vehicle operating region change and is sucked into the engine;
차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 점화시기 변화를 검출하는 점화시기 검출부(170)로 이루어져 있다.The ignition timing detector 170 detects a change in the engine ignition timing that varies according to the vehicle operating state change.
상기한 구성으로 이루어진 차량 배기가스 저감 장치 고장 진단 방법을 첨부한 도 2를 참조하여 예를 들어 설명한다.An example will be described with reference to FIG. 2 attached to a vehicle exhaust gas reduction device failure diagnosis method having the above-described configuration.
차량이 시동되면, 차량 동작상태 변화에 따라 배출되는 차량 배출가스를 저감하기 위해 구비되어 있는 배출가스 저감 장치에서 특히, 엔진의 냉간시 상기 배출가스 저감장치 고장 여부를 판단하기 위해, 차량 동작상태 검출장치(100)는 스로틀 밸브, 엔진 회전수, 냉각수온, 아이들 스위치 상태, 흡입 공기량, 흡입 공기 온도 및 점화 시기 등을 검출한다.When the vehicle is started, the vehicle operating state is detected in the exhaust gas reducing device provided to reduce the vehicle exhaust gas discharged according to the change of the vehicle operating state, in particular, in order to determine whether the exhaust gas reducing device malfunctions when the engine is cold. The apparatus 100 detects the throttle valve, the engine speed, the coolant temperature, the idle switch state, the intake air amount, the intake air temperature, the ignition timing, and the like.
이에, 엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되는 스로틀 밸브, 엔진 회전수, 냉각수온, 아이들 스위치 상태, 흡입 공기량, 흡입 공기 온도 및 점화 시기 등을 입력받아 촉매가열 기능(CH) 정상 작동여부를 판단한다(S100).Accordingly, the engine control device 200 receives the throttle valve, the engine speed, the coolant temperature, the idle switch state, the intake air amount, the intake air temperature, and the ignition timing detected by the vehicle operation state detection device 100. It is determined whether the function (CH) normal operation (S100).
상기에서 촉매가열 기능(CH)은 배기가스 저감 기능(FTP)이라는 특정한 시험 모드에서 작용되는 촉매가열 기능(CH)의 고장 진단으로 차량 시동시 수온과 흡기온이 20℃ ~ 30℃ 영역 내에 포함되어야 한다.In the above, the catalytic heating function (CH) is a failure diagnosis of the catalytic heating function (CH) which is operated in a specific test mode called the exhaust gas reducing function (FTP), so that the water temperature and the intake temperature must be included in the range of 20 ° C to 30 ° C when the vehicle is started. do.
따라서, 상기 촉매가열 기능이 정상 작동됨이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 소정의 변수 A를 초기화시키고, 상기 A를 수 ms(예:10ms)당 1씩 증가시키며 시간을 누적한다(S110).Therefore, when it is determined that the catalytic heating function is normally operated, the engine control apparatus 200 initializes a predetermined variable A, accumulates the time by increasing the A by 1 every several ms (eg, 10 ms) (S110). ).
이어서, 엔진 제어 장치(200)는 상기 수 ms마다 입력되는 점화시기, 엔진 회전수, 흡입 공기량 등을 누적하며, 상기 누적되는 시간(A)이 소정의 설정시간(약 : 14sec)을 경과했는가를 판단한다(S120,S130).Subsequently, the engine control device 200 accumulates the ignition timing, the engine speed, the intake air amount, etc. input every several ms, and determines whether the accumulated time A has passed a predetermined set time (about 14 sec). Determine (S120, S130).
C = C + 점화시기C = C + ignition timing
D = D + 엔진 회전수D = D + engine speed
E = E + 흡입 공기량E = E + intake air volume
상기에서 누적되는 시간(A)을 소정의 설정시간(약 14sec:1400ms)과 비교하는 이유는 배출가스의 시험모드는 냉간시동 직후 20초간의 아이들 구간이 있으며 시동직 후, 15초 시점에서 차량의 기어를 1단에 위치(AT는 D 레인지)시키므로 촉매 가열(CH)기능은 최대 15초간 사용이 가능하다. 따라서 상기 촉매 가열(CH) 기능이 14초 이상 작동시에 고장진단을 실시할 수 있기 때문이다.The reason why the accumulated time A is compared with a predetermined set time (approximately 14 sec: 1400 ms) is that the test mode of the exhaust gas has an idle section for 20 seconds immediately after cold start. Since the gear is positioned in the first stage (AT range D), the catalytic heating (CH) function can be used for up to 15 seconds. This is because failure diagnosis can be performed when the catalytic heating (CH) function is operated for 14 seconds or more.
이어서, 상기에서 누적된 시간(A)이 소정의 설정시간(약 14sec:1400ms)을 경과함이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 상기 수 ms마다 입력되는 점화시기, 엔진 회전수 및 흡입 공기량의 누적된 값을 각각 소정의 설정 시간(1400ms)으로 나누어 평균값을 산출한다(S140).Subsequently, when it is determined that the accumulated time A has passed a predetermined set time (about 14 sec: 1400 ms), the engine control device 200 inputs an ignition timing, an engine speed, and an intake air amount input every several ms. The average value is calculated by dividing the accumulated values of P by a predetermined set time (1400 ms) (S140).
C1 = 점화시기 누적 분(C) / 1400C1 = cumulative minutes of ignition timing (C) / 1400
D1 = 엔진 회전수 누적 분(D) / 1400D1 = Cumulative engine speed (D) / 1400
E1 = 흡입 공기량 누적 분(E) /1400E1 = cumulative intake air volume (E) / 1400
이 후, 엔진 제어 장치(200)는 상기에서 산출되는 점화시기, 엔진 회전수 및 흡입 공기량 등의 평균값을 소정의 해당 기준 값과 각각 비교하여 상기 평균값이기준치를 초과하는지를 판단한다(S150,S151,S152).Thereafter, the engine control apparatus 200 compares the average value of the ignition timing, the engine speed, and the intake air amount calculated above with a predetermined reference value, respectively, and determines whether the average value exceeds the reference value (S150, S151, S152).
상기에서 기준치는 목표치 또는 기준 값에 가중치를 곱하여 산출하되, 상기 가중치는 촉매 가열(CH) 기능 중 각 변수가 냉간시 배출가스 저감하는 정도가 각각 다르므로 가중하기 위한 값이다.The reference value is calculated by multiplying the target value or the reference value by a weight, and the weight is a value for weighting each of the variables of the catalytic heating (CH) function because the degree of reduction of the exhaust gas during cold is different.
따라서, 점화시기의 평균값 C1이 기준치(목표 점화진각 * 0.9)보다 큰 경우, 엔진 제어 장치(200)는 점화시기를 1로 세팅(C2 = 1) 한다.Therefore, when the average value C1 of the ignition timing is larger than the reference value (target ignition advance angle * 0.9), the engine control device 200 sets the ignition timing to 1 (C2 = 1).
그리고, 상기 엔진 회전수의 평균값 D1이 기준치(목표 엔진 회전수 * 0.7)보다 작으면, 엔진 제어 장치(200)는 엔진 회전수를 1로 세팅(D2 =1)한다.And if the average value D1 of the said engine speed is smaller than a reference value (target engine speed * 0.7), the engine control apparatus 200 will set an engine speed to 1 (D2 = 1).
이어서, 상기 흡입 공기량의 평균값 E1이 기준치(설정된 기준 값 * 0.7)보다 작으면, 엔진 제어 장치(200)는 흡입 공기량을 1로 세팅(E1 =1)한다.Subsequently, when the average value E1 of the intake air amount is smaller than the reference value (set reference value * 0.7), the engine control apparatus 200 sets the intake air amount to 1 (E1 = 1).
계속해서, 엔진 제어 장치(200)는 상기에서 세팅된 각각의 변수(C2,D2,E2)들을 가산하여 소정의 설정 기준 값(예 : 2)과 비교한다(S160,S170).Subsequently, the engine control apparatus 200 adds each of the variables C2, D2, and E2 set above, and compares them with a predetermined reference value (eg, 2) (S160 and S170).
상기에서 각 변수의 합이 소정의 설정 기준 값과 같거나 크다고 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 배출가스 저감장치의 촉매가열 기능 고장으로 판단하고, 운전자가 알아보기 싶도록, 운전석 앞 클러스터(미도시)에 위치된 고장표시등을 점등시키기 위한 소정의 고장 표시신호를 출력한다(S180).When it is determined that the sum of each variable is equal to or greater than a predetermined set reference value, the engine control apparatus 200 determines that the catalyst heating function of the exhaust gas reducing device is defective, and the driver front cluster ( In operation S180, a predetermined failure display signal for lighting the failure indicator located in FIG.
상기에서 각 변수의 합을 소정의 설정 기준 값(예 : 2)과 비교하여 2개 이상의 변수가 기준치를 초과시에 고장을 판정토록 한 것은 고장 판정 기준이 배출가스 규제치 * 1.5 이내에서 고장을 판정하도록 하기 때문이다.In the above, the sum of each variable is compared with a predetermined set reference value (e.g., 2) to determine a failure when two or more variables exceed the reference value so that the failure determination criterion determines the failure within the emission limit value * 1.5. Because.
또한, 배출가스 저감장치 고장 진단 구간에서 정해진 기준은 촉매 가열 기능을 적용하는 차량마다 차이가 있을 수 있으며, 동일 엔진에서도 적용받는 배출가스 규제치에 따라 그 기준에 차이가 나므로 시험을 통해 결정해야한다.In addition, the criteria set in the emission reduction device failure diagnosis section may be different for each vehicle to which the catalytic heating function is applied, and the criteria are different according to the exhaust gas regulation value applied in the same engine, and thus, the test criteria should be determined through a test.
이로써, 촉매 가열 기능 고장 발생시 빠르게 수리가 가능하여 새로 강화되는 배출가스 규제(신 OBD-II)에 대응이 가능하며, 상기한 새로 강화되는 배출가스 규제 대응에 차량의 하드웨어적 변경 또는 추가 없이 소프트웨어 변경으로 가능하게 되었다.As a result, it can be quickly repaired in the event of a failure of the catalyst heating function, thereby responding to the newly tightened emission regulations (new OBD-II), and to modify the software without changing or adding hardware to the vehicle. It became possible.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 냉간 시동시 점화진각, 엔진 rpm, 아이들 공기량 및 공연비 등을 측정하여 배출가스 저감장치에서 나오는 배출가스량을 예측하여 촉매가열 기능 고장을 판단함으로써, 빠른 고장 수리에 의한 새롭게 강화되는 배출가스 규제에 대응할 수 있을 뿐 아니라, 상기 촉매 가열 기능 고장 판단을 위한 별도의 하드웨어 변경 없이 소프트웨어적으로 처리가 가능함에 따라 원가를 절감할 수 있다.As described above, the present invention measures the ignition advance, engine rpm, idle air amount and air-fuel ratio during cold start, and predicts the amount of exhaust gas emitted from the exhaust gas reducing device to determine the failure of the catalytic heating function, thereby reinforcing the new one by quick troubleshooting. In addition to being able to cope with the emission gas regulation, it is possible to reduce the cost as the software can be processed without a separate hardware change for determining the failure of the catalytic heating function.
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- 2002-06-18 KR KR10-2002-0034048A patent/KR100435767B1/en not_active IP Right Cessation
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