KR101246482B1 - 실화 발생 시 촉매 보호 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실화 발생 시 촉매 보호 방법에 관한 것으로, 주행 중 엔진에서의 실화 발생을 감지하면 자동차의 엔진 출력을 제한하는 엔진 제어 단계를 실시하여 엔진의 출력 제한을 통해 배기관 내에서 후연소 발생을 방지하여 후연소로 인한 촉매의 손상을 방지하고, 촉매의 정비 및 수리에 따른 시간 및 비용을 절감시킴은 물론 엔진의 실화로 인한 엔진의 파손을 방지하고, 안정적인 주행을 가능하게 한다.

Description

실화 발생 시 촉매 보호 방법{Catalyst Protection Method at Misfire occurrence}

본 발명은 실화 발생 시 촉매 보호 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 실화 발생 시 엔진 제어를 통해 엔진 내 촉매를 보호하는 실화 발생 시 촉매 보호 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 엔진의 작동에 의해 주행하며, 엔진의 작동 시 발생하는 배기 가스를 산화 환원시켜 배출하기 위해 배기관 내에 촉매가 구비된다.

또 자동차는 주행 중 엔진의 상태 또는 점화 계통의 고장으로 엔진의 실린더 내에서 혼합기가 점화되지 않고 실화(Misfire)가 발생되는 경우가 있다.

그러나 엔진의 실화 시에는 점화가 불발되어 연소되지 못한 실린더 내 다량의 미연소가스가 배기관을 통해 배출되면서 도중에 배기가스 정화를 위해 배기관 내에 촉매에 와서 흡착되고, 곧이어 배압상승 및 산화분위기 속에서 미연소가스의 점화로 배기관 내에서 후연소가 발생하고, 이러한 후연소에 의한 배기관 내의 온도 상승으로 촉매가 손상되는 문제점이 있었던 것이다.

상기한 바와 같이 엔진의 실화 시에는 운전자가 이를 인지하도록 경고 램프를 점등하도록 되어 있으나, 운전자가 이를 인지하지 못하는 경우가 많아 촉매의 손상이 자주 발생할 뿐만 아니라 차량을 일정 이상의 출력으로 계속 주행하여 엔진까지 파손되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 과제는 엔진의 실화 발생 시 배기관 내 촉매의 손상을 방지하는 실화 발생 시 촉매 보호 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 주행 중 엔진에서의 실화 발생을 감지하는 실화 감지 단계;

상기 실화 감지 단계에서 실화를 감지하면 자동차의 엔진 출력을 제한하는 엔진 제어 단계를 포함한 실화 발생 시 촉매 보호 방법을 제공함으로써 해결된다.

본 발명에 따른 상기 엔진 제어 단계는 실화가 발생된 해당 실린더의 공연비를 연하게 제어하는 공연비 제어 과정을 포함한다.

본 발명에 따른 상기 엔진 제어 단계는 상기 공연비 제어 과정 후 엔진 회전수(rpm)를 기설정된 회전수(rpm)와 비교하는 엔진 회전수 비교 과정; 및 상기 엔진 회전수 비교 과정에서 엔진 회전수가 기설정된 회전수 미만이면, 엔진 회전수에 따른 흡입 공기량을 제한하는 공기량 제한 과정을 더 포함한다.

본 발명에 따른 상기 엔진 제어 단계는 상기 공연비 제어 과정 후 엔진 회전수(rpm)를 기설정된 회전수(rpm)와 비교하는 엔진 회전수 비교 과정; 및 상기 엔진 회전수 비교 과정에서 엔진 회전수가 기설정된 회전수 이상이면, 엔진 회전수를 제한하는 회전수 제한 과정을 포함한다.

본 발명에 따른 실화 발생 시 촉매 보호 방법은 엔진이 실화 발생 시 엔진의 출력 제한을 통해 배기관 내에서 후연소 발생을 방지하여 후연소로 인한 촉매의 손상을 방지한다.

본 발명에 따른 실화 발생 시 촉매 보호 방법은 촉매의 정비 및 수리에 따른 시간 및 비용을 절감시킨다.

본 발명에 따른 실화 발생 시 촉매 보호 방법은 엔진의 실화로 인한 엔진의 파손을 방지하고, 안정적인 주행을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 실화 발생 시 촉매 보호 방법을 도시한 순서도

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 실화 발생 시 촉매 보호 방법은 주행 중 엔진에서의 실화 발생을 감지하는 실화 감지 단계(200)를 포함한다.

상기 실화 감지 단계(200)는 주행 중 엔진의 복수의 실린더 중 내에서 혼합기가 점화되지 않고 실화(Misfire)되는 해당 실린더를 감지하는 것이다. 상기 실화 감지 단계(200)는 전자 제어 장치(ECU;Electronic Control Unit), 상기 전자 제어 장치에 연결된 크랭크 각 검출센서, 엔진 회전수 감지센서, 냉각수온 검지센서, 공기량 검지센서, 스로틀 위치 검지센서 및 위상 검지센서 등의 신호를 각각 입력받아 엔지 운전조건을 검출하고, 각 운전조건에서 크랭크 각 검출센서의 신호를 이용한 엔진 회전수의 순간적인 변동을 관찰하여 실화발생을 검출하며, 또한 엔진 회전수의 변동과 위상 검출센서 신호와의 위상차를 검출함으로서 실화가 발생된 실린더를 감지한다.

본 발명에 따른 실화 발생 시 촉매 보호 방법은 상기 실화 감지 단계(200)에서 실화가 감지되지 않는 경우 자동차의 정상 주행 상태(100)를 유지한다. 또한, 본 발명에 따른 실화 발생 시 촉매 보호 방법은 상기 실화 감지 단계(200)에서 실화가 감지되면 자동차의 엔진 출력을 제한하는 엔진 제어 단계(300)가 이루어진다.

실화 발생 시 실화가 발생된 실린더에서 미연소 가스는 배기관으로 유입되어 배기관 내에서 후연소를 발생시키고, 이때 촉매 온도가 급격히 상승하면서 촉매가 손상되는 것이다.

상기 엔진 제어 단계(300)는 자동차의 엔진 출력을 제한하여 배기관 내에서의 후연소를 방지하여 촉매를 보호한다.

상기 엔진 제어 단계(300)는 실화가 발생된 해당 실린더의 공연비를 연하게(lean) 제어하는 공연비 제어 과정(S301)을 포함한다. 상기 공연비 제어 과정(S301)은 실화가 발생된 해당 실린더 내에 가연 범위에 해당하는 연료만 분사하는 것이다.

가솔린 엔진은 거의 전 영역에서 각 실린더 내의 공기 대 연료 비가 14.7 대 1(공기:연료 = 14.7:1)로 작동한다. 상기 공연비 제어 과정(S301)은 실화가 발생된 해당 실린더의 공연비가 연해지게 즉, 연료 대비 공기가 14.7배 초과되게 연료를 적게 분사하는 것이다.

일 예로, 상기 공연비 제어 과정(S301)은 실화가 발생된 해당 실린더의 공기 대 연료 비가 18 대 1로 되게 한다. 상기 18 대 1의 공연비는 점화계통이 정상적으로 작동할 때 실린더 내에서 연소가 발생될 수 있는 가연 범위에 해당하며, 실화의 오진단 및 배기관 내에서 후연소가 발생되지 않는 묽은 공연비인 것이다.

비교 예로, 상기 엔진 제어 단계(300)는 실화가 발생된 해당 실린더에 대해 연료 분사를 정지시킬 수도 있다. 이는 간헐적으로 점화계통에 오작동이 발생하는 해당 실린더에 실화 발생 시 연료의 분사를 중지하면 점화계통이 정상적으로 복귀된 후 실린더 내에서 연소가 발생되지 않고, 이를 실화로 오감지할 수 있다.

이와 반대로 본 발명에 따른 상기 공연비 제어 과정(S301)은 실화 발생 후 점화계통이 정상적으로 작동할 때 실린더 내에서 연소가 발생될 수 있어 실화의 오감지를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 공연비 제어 과정(S301)은 실화가 발생된 해당 실린더에 연료를 적게 분사시켜 배기관 내에서 후연소를 방지하여 촉매를 보호한다.

한편, 상기 엔진 제어 단계(300)는 상기 공연비 제어 과정(S301) 후 엔진 회전수(rpm)를 기설정된 회전수(rpm)와 비교하는 엔진 회전수 비교 과정(S302)을 더 포함한다.

또한, 상기 엔진 제어 단계(300)는 상기 엔진 회전수 비교 과정(S302)에서 엔진 회전수가 기설정된 회전수 미만이면, 엔진 회전수에 따른 흡입 공기량을 제한하는 공기량 제한 과정(S303)을 더 포함한다.

상기 기설정된 회전수는 1000rpm을 일 예로 하며, 상기 기설정된 회전수는 공기 흡입량에 관계없이 촉매가 손상되는 온도 상승되지 않는, 즉, 배기관에서 후연소가 발생하여도 촉매 온도가 높지 않아 손상이 발생되지 않는 엔진 회전수로 설정되는 것이 바람직한 것이다.

또한, 상기 엔진 제어 단계(300)는 상기 엔진 회전수 비교 과정(S302)에서 엔진 회전수가 기설정된 회전수 이상이면, 엔진 회전수를 기설정된 회전수 이하로 제한하는 회전수 제한 과정(S304)을 포함한다.

상기 공연비 제어 과정(S301) 후 엔진 부하(흡입 공기량)가 커지거나 엔진 회전수가 증가하면 단위 시간에 연소되지 않고 촉매에서 후연소되는 연료량이 증가되므로 촉매 온도가 상승될 위험이 있다.

예를 들어 4기통 엔진에서 한 실린더의 점화계통에 고장 발생하여도 엔진 회전수가 1000 rpm 정도에서는 아무리 큰 흡입 공기량으로 주행하여도 촉매온도의 상승이 발생하지 않을 수 있다. 그러나, 엔진의 회전수가 2000 rpm 정도에서는 흡입공기량 50% (최대 100% 기준) 정도의 수준이면 촉매 손상이 발생될 수 있다. 또한 엔진의 회전수가 4000 rpm 정도에서는 아무리 작은 흡입공기량을 유지해도 단위시간 동안 분사되는 연료가 많으므로 배기관 내에서 많은 후연소가 발생하여 촉매가 손상될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 상기 엔진 제어 단계(300)는 상기 공기량 제한 과정(S303) 및 상기 회전수 제한 과정(S304)을 통해 실화 발생으로 인한 배기관 내에서의 후연소 발생 가능성을 획기적으로 낮춰 촉매 온도 상승에 의한 촉매 손상을 발생시키지 않게 하고, 촉매를 보호한다.

상기 공기량 제한 과정(S303)은 엔진의 각 실린더 내로 흡입되는 흡입 공기량을 제한하는 것이며, 상기 회전수 제한 과정(S304)은 전자 제어 장치(ECU;Electronic Control Unit)에서 스로틀 밸브의 개폐량 조절, 연료 분사량 조절 등과 같은 제어 방법으로 엔진 회전수를 기설정된 엔진 회전수 이하로 전자 제어하는 것을 일 예로 한다.

본 발명에 따른 실화 발생 시 촉매 보호 방법은 엔진이 실화 발생 시 엔진의 출력 제한을 통해 배기관 내에서 후연소 발생을 방지하여 후연소로 인한 촉매의 손상을 방지한다.

본 발명에 따른 실화 발생 시 촉매 보호 방법은 촉매의 정비 및 수리에 따른 시간 및 비용을 절감시킨다.

본 발명에 따른 실화 발생 시 촉매 보호 방법은 엔진의 실화로 인한 엔진의 파손을 방지하고, 안정적인 주행을 가능하게 한다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

100 : 정상 주행 상태 200 : 실화 감지 단계
300 : 엔진 제어 단계 S301 : 공연비 제어 과정
S302 : 엔진 회전수 비교 과정 S303 : 공기량 제한 과정
S304 : 회전수 제한 과정

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 주행 중 엔진에서의 실화 발생을 감지하는 실화 감지 단계;
   상기 실화 감지 단계에서 실화를 감지하면 자동차의 엔진 출력을 제한하는 엔진 제어 단계를 포함하며,
   상기 엔진 제어 단계는,
   실화가 발생된 해당 실린더의 공연비를 연하게 제어하는 공연비 제어 과정;
   상기 공연비 제어 과정 후 엔진 회전수(rpm)를 기설정된 회전수(rpm)와 비교하는 엔진 회전수 비교 과정; 및
   상기 엔진 회전수 비교 과정에서 엔진 회전수가 기설정된 회전수 미만이면, 엔진 회전수에 따른 흡입 공기량을 제한하는 공기량 제한 과정을 더 포함한 것을 특징으로 하는 실화 발생 시 촉매 보호 방법.
4. 주행 중 엔진에서의 실화 발생을 감지하는 실화 감지 단계;
   상기 실화 감지 단계에서 실화를 감지하면 자동차의 엔진 출력을 제한하는 엔진 제어 단계를 포함하며,
   상기 엔진 제어 단계는,
   실화가 발생된 해당 실린더의 공연비를 연하게 제어하는 공연비 제어 과정;
   상기 공연비 제어 과정 후 엔진 회전수(rpm)를 기설정된 회전수(rpm)와 비교하는 엔진 회전수 비교 과정; 및
   상기 엔진 회전수 비교 과정에서 엔진 회전수가 기설정된 회전수 이상이면, 엔진 회전수를 제한하는 회전수 제한 과정을 포함한 것을 특징으로 하는 실화 발생 시 촉매 보호 방법.

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