KR102098349B1 - 배기 유량 센서 고장에 대비한 ｓｃｒ 시스템의 도징 제어 방법 및 장치 - Google Patents

배기 유량 센서 고장에 대비한 ｓｃｒ 시스템의 도징 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기 유량 센서 고장 시에 DCU(dosing control unit)에서 OBD(On-Board Diagnostics) 오진단을 방지하고 차량의 정상적인 주행이 가능하도록 하며 차량 저속 주행에 대한 고객 불만을 해소하고 DCU 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하기 위하여, OBD 진단없이 임시로 DCU 내부 배기 유량 로직을 사용하여 우레아(urea) 분사량 및 분사시기를 제어하는 SCR 시스템의 도징 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

배기 유량 센서 고장에 대비한 ＳＣＲ 시스템의 도징 제어 방법 및 장치 {Method and Apparatus for Dosing Control Adaptable to Trouble of Exhaust Flux Measure in SCR System}
본 발명은 차량 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 촉매 저감) 시스템의 도징 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 배기 유량 센서 고장 시에 OBD(On-Board Diagnostics) 오진단을 방지하고 DCU(dosing control unit)의 우레아(urea) 분사량 및 분사시기 제어에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 SCR 시스템의 도징 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적인 차량 SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템에서 DCU(dosing control unit)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 ECU(Engine Control Unit)로부터 입력받는 엔진의 배기가스 유량값에 대한 정보를 기초로 관련 센서류에 대한 OBD(On-Board Diagnostics) 진단을 수행하고 우레아(urea) 분사량 및 분사시기에 대한 전반적인 제어를 수행한다.
그러나, 엔진에서 배출되는 가스의 배기 유량을 측정하는 센서의 고장으로 ECU가 잘못된 배기가스 유량값에 대한 정보를 제공하는 경우에, DCU는 잘못된 배기가스 유량값에 대한 정보를 기초로 관련 센서류에 대한 OBD(On-Board Diagnostics) 진단 시에 오진단 결과를 산출할 가능성이 높아진다. 이에 따라 DCU는 우레아(urea) 분사량 및 분사시기에 대한 신뢰성을 잃게 되며, 우레아 과다 분사로 인한 슬립(slip) 문제나 우레아 과소 분사로 인한 NOx 미정화 문제 등을 야기할 수 있다. 또한, OBD 법규에 따라 고장 진단 시 엔진 출력이 25%로 제한되거나 차속 20km/h로 제한되므로 OBD 오진단에 의해 극심한 고객 불만을 야기할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 배기 유량 센서 고장 시에 DCU(dosing control unit)에서 OBD(On-Board Diagnostics) 오진단을 방지하고 차량의 정상적인 주행이 가능하도록 하며 차량 저속 주행에 대한 고객 불만을 해소하고 DCU 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하기 위하여, OBD 진단없이 임시로 DCU 내부 배기 유량 로직을 사용하여 우레아(urea) 분사량 및 분사시기를 제어하는 SCR 시스템의 도징 제어 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의일면에 따른 차량 SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템에서 도징(dosing) 제어장치의 도징 제어 방법은, (a) 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 저장 수단에 저장하는 단계; (b) 관련 센서류에 대한 OBD(On-Board Diagnostics) 진단을 수행하고, 진단 결과와 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 ECU(Engine Control Unit)로부터 입력받는 엔진의 배기가스 유량값에 대한 정보를 기초로, 우레아(urea) 분사량 및 분사시기에 대한 결정과 분사 제어를 수행하는 동안 ECU로부터 배기가스 유량 측정 관련 센서의 고장에 대한 메시지를 수신하는 단계; 및 (c) 상기 메시지를 수신한 후에 상기 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 사용하여 상기 우레아 분사량 및 분사시기를 결정하는 단계를 포함한다.
(c) 단계에서 OBD 오진단을 방지하기 위하여 OBD 진단없이 소정의 분사 주기에 소정의 우레아 분사량을 배기 파이프로 분사시킨다.
상기 ECU로부터 수신하는 차속 정보에 따라, 차속 구간별로 해당 분사 주기에 해당 우레아 분사량을 상기 배기 파이프로 분사시킬 수도 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 차량 SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템의 도징(dosing) 제어장치는, 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 저장하는 저장부; CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 ECU(Engine Control Unit)로부터 엔진의 배기가스 유량값에 대한 정보를 수집하고, 관련 센서류에 대한 OBD(On-Board Diagnostics) 진단을 위한 센서 정보를 수집하는 신호 수집부; 상기 관련 센서류에 대한 상기센서 정보를 이용해 OBD 진단을 수행하고, 진단 결과와 상기 배기가스 유량값에 대한 정보를 기초로 우레아(urea) 분사량 및 분사시기를 결정하는 제어부; 및 상기 제어부가 결정한 상기 우레아(urea) 분사량 및 분사시기에 우레아의 분사를 위하여 우레아 탱크에 연결된 펌프와 인젝터를 구동하는 구동부를 포함하고, 상기 제어부는 ECU로부터 배기가스 유량 측정 관련 센서의 고장에 대한 메시지를 수신하면, 상기 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 사용하여 상기 우레아 분사량 및 분사시기에 대한 결정과 분사 제어를 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 메시지를 수신 후, OBD 오진단을 방지하기 위하여 OBD 진단없이 상기 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 사용하여 소정의 분사 주기에 소정의 우레아 분사량을 배기 파이프로 분사시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 ECU로부터 수신하는 차속 정보에 따라, 차속 구간별로 해당 분사 주기에 해당 우레아 분사량을 상기 배기 파이프로 분사시킬 수 있다.
본 발명에 따른 SCR 시스템의 도징 제어 방법 및 장치에 따르면, 배기 유량 센서 고장 시에 OBD(On-Board Diagnostics) 오진단을 방지하기 위하여 OBD 진단없이 임시로 DCU(dosing control unit) 내부 배기 유량 로직을 사용하여 우레아(urea) 분사량 및 분사시기를 제어할 수 있도록 함으로써, 차량의 정상적인 주행이 가능하도록 하며 차량 저속 주행에 대한 고객 불만을 해소하고 DCU 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 SCR 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도징(dosing) 제어장치(DCU)의 구체적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 SCR 시스템의 도징 제어장치(DCU)의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 SCR 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 촉매 저감) 시스템은, ECU(Engine Control Unit)(50)로부터 엔진의 배기가스 유량값에 대한 정보를 기초로, 엔진에 연결된 배기 가스 파이프에 장착된 인젝터(injector)(30)를 통해 우레아(urea)가 파이프 내로 분사되도록 제어하는 도징 제어장치(Dosing Control Unit, DCU)(100)를 포함한다.
도징 제어장치(100)의 제어에 따라 적정한 우레아 분사량을 적정 분사시기에 우레아 탱크(10)에 연결된 펌프(20)와 인젝터(30)를 구동하여 우레아(urea)가 파이프 내로 분사되도록 제어함으로써, 촉매(40)에서의 반응과 함께, 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 유해한 질소 산화물 NOx가 물과 질소로 정화되어 배출되도록 할 수 있다.
도징 제어장치(100)는 우레아(urea) 분사량 및 분사시기에 대한 제어를 수행하기 위하여, CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 ECU(Engine Control Unit)(50)로부터 엔진의 배기가스 유량값에 대한 정보를 수집하고, 관련 센서류에 대한 OBD(On-Board Diagnostics) 진단을 위한 센서 정보를 수집한다.
ECU(Engine Control Unit)(50)는 차압센서, 온도센서, 배기압력센서 등 엔진의 배기가스 유량 측정을 위한 하나 이상의 관련 센서로부터 센서 정보를 수집하고 처리하여 배기가스 유량값에 대한 정보를 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 도징 제어장치(100)로 제공할 수 있다.
도징 제어장치(100)는 ECU(Engine Control Unit)(50)로부터의 배기가스 유량값에 대한 정보 이외에, 관련 센서류, 예를 들어, 배기압력센서, NOx 센서, 온도센서 등으로부터 센서 정보를 수집하여, OBD(On-Board Diagnostics) 진단을 수행하고, 배기가스가 정화되어 배출될 수 있도록 하기 위한 각 센서 정보의 소정의 기준 범위를 만족하도록 우레아(urea) 분사량 및 분사시기에 대한 결정을 통하여 펌프(20)와 인젝터(30)의 구동을 제어한다.
특히, 본 발명에서는 배기 유량 센서, 즉, 차압센서, 온도센서, 배기압력센서 등 엔진의 배기가스 유량 측정을 위한 관련 센서의 고장 시에 도징 제어장치(100)에서의 OBD 오진단을 방지하기 위하여 OBD 진단없이 임시로 도징 제어장치(100)내부 배기 유량 로직을 사용하여 우레아(urea) 분사량 및 분사시기를 제어할 수 있도록 함으로써, 차량의 정상적인 주행이 가능하도록 하며 차량 저속 주행에 대한 고객 불만을 해소하고 DCU 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도징 제어장치(100)의 구체적인 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도징 제어장치(100)는, 제어부(111), 저장부(112), 신호 수집부(113), 및 구동부(114)를 포함할 수 있다.
먼저, 도징 제어장치(100)의 각부의 기능을 간략히 설명한다.
저장부(112)는 내부 로직 수행을 위하여 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 저장한다.
신호 수집부(113)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 ECU(Engine Control Unit)로부터 엔진의 배기가스 유량값에 대한 정보를 수집하고, 또한, 관련 센서류(예, 배기압력센서, NOx 센서, 온도센서 등)에 대한 OBD(On-Board Diagnostics) 진단을 위한 센서 정보를 수집할 수 있다.
제어부(111)는 관련 센서류(예, 배기압력센서, NOx 센서, 온도센서 등)에 대한 센서 정보를 이용해 OBD 진단을 수행하고, 진단 결과와 상기 배기가스 유량값에 대한 정보를 기초로 우레아(urea) 분사량 및 분사시기를 결정할 수 있다.
구동부(114)는 제어부(111)가 결정한 우레아(urea) 분사량 및 분사시기에 배기가스 파이프 내로 우레아의 분사를 위하여 우레아 탱크(10)에 연결된 펌프(20)와 인젝터(30)를 구동할 수 있다.
특히, 제어부(111)는 위와 같은 우레아(urea) 분사량 및 분사시기의 결정과 구동부(114)를 통한 분사 제어를 수행하는 동안 ECU(50)로부터 배기가스 유량 측정 관련 센서의 고장에 대한 메시지를 수신하면, 저장부(112)에 저장된 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 사용하여 상기 우레아 분사량 및 분사시기에 대한 결정과 분사 제어를 수행할 수 있다.
ECU(Engine Control Unit)(50)는 차압센서, 온도센서, 배기압력센서 등 엔진의 배기가스 유량 측정을 위한 하나 이상의 관련 센서로부터 센서 정보를 수집하고 처리하여 배기가스 유량값에 대한 정보를 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 도징 제어장치(100)로 제공할 수 있다. ECU(Engine Control Unit)(50)는 위와 같은 배기가스 유량 측정을 위한 하나 이상의 관련 센서가 고장으로 배기가스 유량값에 대한 정보를 산출하지 못하거나 특정 최대값 이상 또는 최소값 이하로 산출되는 경우에, 배기가스 유량 측정 관련 센서의 고장에 대한 메시지를 생성하여 도징 제어장치(100)로 전송할 수 있다. 배기가스 유량 측정 관련 센서의 고장에 대한 메시지는 신호 수집부(113)를 거쳐 제어부(111)로 입력될 수 있다.
이하 도 3의 흐름도를 참조하여 본 발명의 도징 제어장치(100)의 동작을 좀 더 자세히 설명한다.
예를 들어, 배기가스 유량 측정을 위한 관련 센서가 고장이 없이(S10) 정상적으로 ECU(Engine Control Unit)(50)로부터 엔진의 배기가스 유량값에 대한 정보를 수신하는 경우에(S20), 제어부(111)는 관련 센서류(예, 배기압력센서, NOx 센서, 온도센서 등)에 대한 센서 정보를 이용해 OBD 진단을 수행하고(S21), 진단결과와 상기 배기가스 유량값에 대한 정보를 사용하여(S23), 배기가스가 정화되어 배출될 수 있도록 하기 위한 각 센서 정보의 소정의 기준 범위를 만족하도록 우레아(urea) 분사량 및 분사시기에 대한 결정을 통하여 펌프(20)와 인젝터(30)의 구동을 제어할 수 있다(S40).
다만, ECU(Engine Control Unit)(50)는 위와 같은 배기가스 유량 측정을 위한 하나 이상의 관련 센서가 고장으로 배기가스 유량값에 대한 정보를 산출하지 못하거나 특정 최대값 이상 또는 최소값 이하로 산출되는 경우에, 배기가스 유량 측정 관련 센서의 고장에 대한 메시지를 생성하여 도징 제어장치(100)로 전송할 수 있다(S10). 이에 따라 배기가스 유량 측정 관련 센서의 고장에 대한 메시지는 신호 수집부(113)를 거쳐 제어부(111)로 입력될 수 있다(S30).
이때, 제어부(111)는 ECU(50)로부터 배기가스 유량 측정 관련 센서의 고장에 대한 메시지를 수신하면, 관련 센서류(예, 배기압력센서, NOx 센서, 온도센서 등)에 대한 센서 정보를 이용한 OBD 진단을 중지하고(S31), 저장부(112)에 저장된 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 사용하여(S32) 우레아 분사량 및 분사시기에 대한 결정과 분사 제어를 수행하게 된다(S40).
즉, 제어부(111)는 OBD 오진단을 방지하기 위하여 OBD 진단없이 저장부(112)의 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 사용하여 미리 정한 분사 주기에 미리 정해 놓은 소정의 우레아 분사량이 배기 파이프로 분사되도록 구동부(114)를 제어한다. 이때 제어부(111)는 신호 수집부(113)를 통하여 ECU(Engine Control Unit)(50)로부터 자차의 차속 정보를 더 수신할 수도 있고, 이 차속 정보에 따라, 차속 구간별로 미리 정한 해당 분사 주기에 해당 우레아 분사량이 배기 파이프로 분사되도록 제어할 수도 있다. 즉, 차속 구간별로 분사 주기 또는 우레아 분사량 중 어느 하나 이상을 다르게 변경할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 SCR 시스템의 도징 제어 장치(100)에서는, 배기 유량 센서 고장 시에 OBD(On-Board Diagnostics) 오진단을 방지하기 위하여 OBD 진단없이 임시로 내부 배기 유량 로직을 사용하여 우레아(urea) 분사량 및 분사시기를 제어할 수 있도록 함으로써, 차량의 정상적인 주행이 가능하도록 하며 차량 저속 주행에 대한 고객 불만을 해소하고 DCU 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도징 제어장치(DCU)(100)
제어부(111)
저장부(112)
신호 수집부(113)
구동부(114)

Claims (6)

  1. 차량 SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템에서 도징(dosing) 제어장치의 도징 제어 방법에 있어서,
    (a) 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 저장 수단에 저장하는 단계;
    (b) 관련 센서류에 대한 OBD(On-Board Diagnostics) 진단을 수행하고, 진단 결과와 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 ECU(Engine Control Unit)로부터 입력받는 엔진의 배기가스 유량값에 대한 정보를 기초로, 우레아(urea) 분사량 및 분사시기에 대한 결정과 분사 제어를 수행하는 동안 ECU로부터 배기가스 유량 측정 관련 센서의 고장에 대한 메시지를 수신하는 단계; 및
    (c) 상기 메시지를 수신한 후에 상기 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 사용하여 상기 우레아 분사량 및 분사시기를 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 제어장치의 도징 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (c) 단계에서 OBD 오진단을 방지하기 위하여 OBD 진단없이 소정의 분사 주기에 소정의 우레아 분사량을 배기 파이프로 분사시키는 것을 특징으로 하는 도징 제어장치의 도징 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 ECU로부터 수신하는 차속 정보에 따라, 차속 구간별로 해당 분사 주기에 해당 우레아 분사량을 상기 배기 파이프로 분사시키는 것을 특징으로 하는 도징 제어장치의 도징 제어 방법.
  4. 차량 SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템의 도징(dosing) 제어장치에 있어서,
    임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 저장하는 저장부;
    CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 ECU(Engine Control Unit)로부터 엔진의 배기가스 유량값에 대한 정보를 수집하고, 관련 센서류에 대한 OBD(On-Board Diagnostics) 진단을 위한 센서 정보를 수집하는 신호 수집부;
    상기 관련 센서류에 대한 상기센서 정보를 이용해 OBD 진단을 수행하고, 진단 결과와 상기 배기가스 유량값에 대한 정보를 기초로 우레아(urea) 분사량 및 분사시기를 결정하는 제어부; 및
    상기 제어부가 결정한 상기 우레아(urea) 분사량 및 분사시기에 우레아의 분사를 위하여 우레아 탱크에 연결된 펌프와 인젝터를 구동하는 구동부를 포함하고,
    상기 제어부는 ECU로부터 배기가스 유량 측정 관련 센서의 고장에 대한 메시지를 수신하면, 상기 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 사용하여 상기 우레아 분사량 및 분사시기에 대한 결정과 분사 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 도징 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 메시지를 수신 후, OBD 오진단을 방지하기 위하여 OBD 진단없이 상기 임시 배기가스 유량값에 대한 정보를 사용하여 소정의 분사 주기에 소정의 우레아 분사량을 배기 파이프로 분사시키는 것을 특징으로 하는 도징 제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 ECU로부터 수신하는 차속 정보에 따라, 차속 구간별로 해당 분사 주기에 해당 우레아 분사량을 상기 배기 파이프로 분사시키는 것을 특징으로 하는 도징 제어장치.
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