KR101326817B1 - 차량의 촉매 활성 시간 단축 방법 - Google Patents

차량의 촉매 활성 시간 단축 방법 Download PDF

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Abstract

차량의 촉매 활성 시간 단축 방법이 개시된다. 차량의 촉매 활성 시간 단축 방법은, (a) 차량 촉매의 전방에 설치된 전방 산소센서와 차량 촉매의 후방에 설치된 후방 산소센서의 출력값을 비교하는 단계와, (b) 상기 (a) 단계의 후방 산소센서의 출력값을 상기 전방 산소센서의 출력값으로 나눈 값이의 비율이 설정값을 초과하면 상기 촉매의 온도를 상승시키는 단계를 포함한다.

Description

차량의 촉매 활성 시간 단축 방법{METHOD FOR REDUCING CATALYST TIME OF VEHICLE}
본 발명은 차량 촉매의 열화 상태를 파악하여, 촉매의 열화 진행시에만 촉매 온도를 상승시키는 작동을 실시하는 차량의 촉매 활성 시간 단축 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 촉매는 엔진으로부터 배출된 유해 성분의 배기가스를 배기 계통에서 산화 및 환원 반응으로 배출하는 작용을 한다.
촉매는 활성 시간을 단축하기 위해 촉매의 온도를 향상시키는 방법을 주로 이용한다. 이러한 촉매는 열화 상태의 판단 없이 일률적으로 촉매의 온도를 상승시킨다.
그러나, 온도 상승 작용이 필요 없는 비열화 상태의 촉매의 경우에도 공회전 상태에서 엔진 구동에 의해 촉매의 온도를 상승시키게 됨으로써, 엔진 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 촉매의 열화 진행 상태를 파악하여, 촉매의 열화 상태에 도달 시에만 촉매 온도를 상승시키는 차량의 촉매 활성 시간 단축 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, (a) 차량 촉매의 전방에 설치된 전방 산소센서와 차량 촉매의 후방에 설치된 후방 산소센서의 출력값을 비교하는 단계와, (b) 상기 (a) 단계의 후방 산소센서의 출력값을 상기 전방 산소센서의 출력값으로 나눈 값의 비율이 설정값을 초과하면 상기 촉매의 온도를 상승시키는 단계를 포함한다.
(b) 단계에서, 촉매의 온도 상승은, 차량의 점화시간을 일정 시간 지연시키는 것으로 이루어질 수 있다.
차량의 점화시간은, 차량의 냉각수 온도의 하강에 비례하고, 후방 산소센서의 출력값을 전방 산소센서의 출력값으로 나눈 값의 비율의 크기에 비례하여 차량의 점화시간의 지연시간이 증대될 수 있다.
(b) 단계에서, 촉매의 온도 상승은, 차량의 rpm을 상승시키는 것으로 이루어질 수 있다.
차량의 rpm의 상승은, 차량의 냉각수 온도의 하강에 비례하고, 후방 산소센서의 출력값을 전방 산소센서의 출력값으로 나눈 값의 비율의 크기에 비례하여 차량의 rpm이 상승될 수 있다.
(b) 단계 이후에, (b-1) 촉매 온도를 상승시키는 시간이 설정 시간을 초과하는지 여부를 판단하는 단계와, (b-2) 상기 (b-1) 단계의 설정 시간을 초과하면 차량 엔진 시동을 실시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉매의 열화 진행상태를 파악하여, 촉매 열화가 상당 부분 진행되었을 경우에만 촉매 히팅 작용을 실시함으로써, 불필요한 촉매 온도 상승을 위한 차량 작동을 실시하지 않게 되어 효율적인 차량 구동이 가능하다.
도 1은 본 발명의 전방 산소센서와 후방 산소 센서의 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 촉매 활성 시간 단축 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
이하 본 발명의 실시예들에 따른 차량의 촉매 활성 시간 단축 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 전방 산소센서와 후방 산소 센서의 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전방 산소센서(10)는 촉매(20)의 전방에 설치되어 엔진(30)에서 배출되는 배기가스 중에 포함되어 있는 산소 농도를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.
그리고, 후방 산소센서(40)는 촉매(20)의 후방에 설치되어 촉매(20)에서 정화된 배기가스 중에 포함된 산소 농도를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.
전자제어장치(50)는 전방 산소센서(10)와 후방 산소센서(40)의 신호를 구간 적분하여 연산되는 촉매 열화지수에 따라 촉매의 정상 작동여부를 판단한다. 한편, 전자제어장치(50)는 후방 산소센서(40)의 출력값을 전방 산소센서(10)의 출력값으로 나눈 값의 비율이 설정값을 초과하는지 여부를 판단한다. 전자제어장치(50)는 후방 산소센서의 출력값을 전방 산소센서의 출력값으로 나눈 값의 비율이 설정값을 초과하면 촉매의 온도를 상승시킨다. 이는 촉매(20)의 활성화 시간을 단축시키기 위한 것으로서 이에 대해서는 이하에서 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 촉매 활성 시간 단축 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 이하에서 도 2를 참조하여 차량의 촉매 활성 시간 단축 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 차량에 설치된 전방 산소센서(10)와 후방 산소센서(40)의 출력값을 도출하여 비교한다.(S10) (S10) 단계에서 전방 산소센서(10) 및 후방 산소센서(40)에서 출력된 신호는 전자제어장치(50)로 전송된다.
다음, (S10) 단계에서 전방 산소센서(10) 및 후방 산소센서(40)에서 출력된 신호를 비교하여, 후방 산소센서(40)의 출력값을 전방 산소센서(10)의 출력값으로 나눈 값의 비율이 설정값을 초과하는지 여부를 판단한다.(S20)
이어서, (S20) 단계에서 후방 산소센서(40)의 출력값을 전방 산소센서(10)의 출력값으로 나눈 값(후방 산소센서 출력값/전방 산소센서 출력값=T1)이의 비율이 설정값을 초과하는 것으로 판단되면, 촉매(20)의 온도를 상승시킨다.(S30)
여기서 후방 산소센서(40)의 출력값을 전방 산소센서(10)의 출력값으로 나눈 값의 비율이 설정값 이내일 경우는, 촉매(20)의 열화 상태가 일정값 이하인 상태로서 촉매(20)의 성능이 우수하여 촉매(20) 히팅(heating)이 필요 없는 상태를 말한다.
그리고 (S20) 단계에서 후방 산소센서(40)의 출력값을 전방 산소센서(10)의 출력값으로 나눈 값의 비율이 설정값을 초과하는 것으로 판단되면, 촉매(20)의 열화 상태가 상당 부분 진행된 상태로 인식하여 촉매(20)의 온도를 상승시킨다.
촉매(20)의 온도를 상승시키는 것은 배기가스의 온도를 상승시키는 것으로 가능하다. 배기가스의 온도 상승은 차량 엔진의 공회전 상태에서 엔진 rpm을 상승시키거나, 엔진 점화시기를 지연시키는 것에 의해 가능하다.
차량의 점화시간을 지연시키는 정도는, 차량 냉각수의 온도 및 후방 산소센서(40)의 출력값을 전방 산소센서(10)의 출력값으로 나눈 값의 비율의 크기에 따라 설정된다. 즉, 차량 냉각수의 온도가 낮을수록, 차량 냉각수의 온도 및 후방 산소센서(40)의 출력값을 전방 산소센서(10)의 출력값 비율이 높을수록 엔진 점화시기를 더욱 지연시킨다. 여기서, 냉각수의 온도 및 차량 냉각수의 온도 및 후방 산소센서(40)의 출력값을 전방 산소센서(10)의 출력값 비율 조건에 따른 엔진 점화시기 지연 시간의 결정은, 연소 안정성 및 운전성을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.
그리고 엔진 rpm을 상승시키는 정도는 전술한 차량의 점화시간을 지연시간을 결정하는 방법과 동일한 방법 즉, 차량 냉각수의 온도가 낮을수록, 차량 냉각수의 온도 및 후방 산소센서(40)의 출력값을 전방 산소센서(10)의 출력값으로 나눈 값이 비율이 높을수록 엔진 rpm을 더욱 상승시킨다.
다음, (S30) 단계 이후에 촉매(20)의 온도를 상승시키는 시간이 설정 시간에 도달했는지 여부를 판단하여(S40), 설정시간에 도달하면 촉매(20)의 온도 상승 작동을 중단시킨다.(S50)
이어서, 전술한 각 단계들을 거쳐 결정된 엔진 rpm과 엔진 점화시기는 전자제어장치(50)에 입력된다.(S60) 전자제어장치(50)는 결정된 엔진 rpm 및 엔진 점화시기 데이터를 이용하여 연료량 및 공기량을 연산하여 이후의 엔진 시동에 적용한다.(S70)
이와 같이, 본 실시예의 차량의 촉매 활성 시간 단축 방법은 촉매(20)의 열화 진행상태를 파악하여, 촉매(20) 열화가 상당 부분 진행되었을 경우에 촉매(20) 히팅 작용을 실시한다. 따라서, 불필요한 촉매 온도 상승을 위한 차량 작동을 실시하지 않게 되어 효율적인 차량 구동이 가능하게 된다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다.
10...전방 산소센서 20...촉매
30...엔진 40...후방 산소센서
50...전자제어장치

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. (a) 차량 촉매의 전방에 설치된 전방 산소센서와 차량 촉매의 후방에 설치된 후방 산소센서의 출력값을 비교하는 단계; 및
    (b) 상기 (a) 단계의 후방 산소센서의 출력값을 상기 전방 산소센서의 출력값으로 나눈 값의 비율이 설정값을 초과하면, 상기 촉매의 열화가 진행된 것으로 인식하여 촉매의 온도를 상승시키는 단계를 포함하며,
    상기 전방 산소센서와 후방 산소센서의 신호를 구간 적분하여 연산되는 촉매 열화지수에 따라 촉매의 정상 작동 여부를 판단하고,
    상기 촉매의 온도 상승은 촉매의 열화 상태에 도달 시에만 차량의 rpm을 상승시켜 배기가스의 온도를 상승시키는 것으로 가능하며,
    상기 차량의 rpm의 상승은 차량의 냉각수 온도의 하강에 비례하고, 상기 후방 산소센서의 출력값을 상기 전방 산소센서의 출력값으로 나눈 값의 비율의 크기에 비례하여 차량의 rpm이 상승되고,
    상기 (b) 단계 이후에,
    (b-1) 상기 촉매 온도를 상승시키는 시간이 설정 시간을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    (b-2) 상기 (b-1) 단계의 설정 시간을 초과하면, 차량 엔진 시동을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 촉매 활성 시간 단축 방법.
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