KR20200111469A - 차량용 촉매의 고장 판단 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 연료 재분사 상황과 더불어 연료 차단 상황을 모두 고려하여 촉매의 고장 여부를 진단함으로써, 촉매 고장 판단의 오진단이 방지되고 촉매 고장 판단에 대한 신뢰성이 향상된 차량용 촉매의 고장 판단 시스템 및 방법이 소개된다.
Description
본 발명은 촉매의 고장 여부 판단시 오진단이 방지되는 차량용 촉매의 고장 판단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재의 자동차용 원동기로 사용하는 가솔린 기관을 비롯한 내연기관은 연료를 실린더 안에서 연소시켜 이때 발생하는 열에너지를 동력으로 이용하고 있다. 이에 따라, 배기가스에는 연소에 따른 질소 산화물과, 불완전 연소로 인한 일산화탄소 또는 탄화수소등 유해한 성분이 함유되어 있다.
이러한 배기가스 내의 유해물질을 저감하기 위해 차량에는 촉매가 마련되는데, 촉매는 배기가스가 농후할 경우 흡착되어 있는 산소를 방출하여 배기가스중의 유해 물질을 산화시켜 배기가스를 저감시키도록 구성된다.
이로 인해, 촉매 고장 여부 진단 방법은 연료를 분사하는 시점에서 이론공연비 보다 농후하게 연료를 더 분사하여 촉매전 산소센소와 촉매후 산소센서의 농후 신호로 변화하는 시간 차이로 촉매 고장 여부를 진단한다.
그러나 운전자가 가속페달을 순간적으로 밟았다 놓는 경우 연료 분사량이 상대적으로 적어 배기가스 온도가 충분히 높아지지 않으며, 이로 인해 촉매가 활성화 온도에 도달하지 못하게 된다. 또한, 연료가 미연소되어 촉매에서 산화 반응을 하지 못하고 그대로 배출되며, 촉매전 산소센서와 촉매후 산소센서가 거의 동시에 농후 신호 상태에 도달하여 정상촉매의 경우에도 고장으로 오진단하는 문제가 발생된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 연료 재분사 상황과 더불어 연료 차단 상황을 모두 고려하여 촉매의 고장 여부를 진단함으로써, 촉매 고장 판단의 오진단이 방지되는 차량용 촉매의 고장 판단 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 시스템은 촉매장치의 입구 전에 설치되어 공연비를 측정하는 제1산소센서; 촉매장치의 출구 후에 설치되어 공연비를 측정하는 제2산소센서; 및 제1산소센서 및 제2산소센서로부터 공연비 정보를 입력받아 제1산소센서 및 제2산소센서의 공연비가 희박기준값 또는 농후기준값에 도달하는 시간을 체크하여 촉매장치의 이상을 판단하는 제어기;를 포함하며, 제어기는 연료가 분사되는 상태에서 제1산소센서의 농후기준값 도달시간 및 제2산소센서의 농후기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하일 경우 촉매장치의 이상으로 판단하되, 연료가 차단되는 상태에서 제1산소센서의 희박기준값 도달시간 및 제2산소센서의 희박기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이상인 경우 촉매장치의 이상 판단을 보류하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 연료가 분사되는 상태에서 제1산소센서의 농후기준값 도달시간 및 제2산소센서의 농후기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하이고, 연료가 차단되는 상태에서 제1산소센서의 희박기준값 도달시간 및 제2산소센서의 희박기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이하인 것으로 모두 만족될 경우 촉매장치에 이상이 발생된 것으로 확정하는 것을 특징으로 한다.
가속페달의 답입량에 연동되어 연료분사량을 조절하는 연료조절장치;를 더 포함하고, 제어기는 가속페달의 답입량에 따라 연료분사 상태 정보를 입력받는 것을 특징으로 한다.
제어기는 촉매장치에 이상이 발생된 것으로 판단되면, 운전자에게 경고메시지를 전달하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 방법은 촉매장치의 입구 전 공연비와 촉매장치의 출구 후 공연비를 체크하는 공연비체크단계; 연료분사 상태 또는 연료차단 상태 여부를 체크하는 연료분사체크단계; 및 연료분사 상태에서 촉매장치의 입구 전 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치의 출구 후 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하일 경우 촉매장치의 이상으로 판단하되, 이전에 연료차단 상태에서 매장치의 입구 전 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치의 출구 후 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이상인 경우 촉매장치의 이상 판단을 보류하는 이상여부판단단계;를 포함한다.
이상여부판단단계는 연료분사 상태에서 촉매장치의 입구 전 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치의 출구 후 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하이고, 연료차단 상태에서 매장치의 입구 전 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치의 출구 후 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이하인 것으로 모두 만족될 경우 촉매장치에 이상이 발생된 것으로 확정하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 촉매의 고장 판단 시스템 및 방법은 연료 재분사 상황과 더불어 연료 차단 상황을 모두 고려하여 촉매의 고장 여부를 진단함으로써, 촉매 고장 판단의 오진단이 방지되고 촉매 고장 판단에 대한 신뢰성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 시스템의 구성도.
도 2 내지 3은 본 발명에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 4 내지 5는 본 발명에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 방법의 순서도.
도 2 내지 3은 본 발명에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 4 내지 5는 본 발명에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 방법의 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 시스템의 구성도이고, 도 2 내지 3은 본 발명에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 시스템을 설명하기 위한 도면이며, 도 4 내지 5는 본 발명에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 방법의 순서도이다.
본 발명에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 촉매장치(50)의 입구 전에 설치되어 공연비를 측정하는 제1산소센서(10); 촉매장치(50)의 출구 후에 설치되어 공연비를 측정하는 제2산소센서(20); 및 제1산소센서(10) 및 제2산소센서(20)로부터 공연비 정보를 입력받아 제1산소센서(10) 및 제2산소센서(20)의 공연비가 희박기준값 또는 농후기준값에 도달하는 시간을 체크하여 촉매장치(50)의 이상을 판단하는 제어기(30);를 포함하며, 제어기(30)는 연료가 분사되는 상태에서 제1산소센서(10)의 농후기준값 도달시간 및 제2산소센서(20)의 농후기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하일 경우 촉매장치(50)의 이상으로 판단하되, 연료가 차단되는 상태에서 제1산소센서(10)의 희박기준값 도달시간 및 제2산소센서(20)의 희박기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이상인 경우 촉매장치(50)의 이상 판단을 보류한다.
여기서, 촉매장치(50)의 전단과 후단에는 각각 제1산소센서(10)와 제2산소센서(20)가 마련되며, 제1산소센서(10) 및 제2산소센서(20)는 배기가스의 산소농도를 측정하여 공연비를 추정한다. 이러한 제1산소센서(10) 및 제2산소센서(20)는 이론공연비 전압이 출력되는 변동 상태를 확인하여 촉매장치(50)의 열화 상태를 판단할 수 있다. 이에 따라, 제어기(30)는 연료가 분사되는 상태에서 제1산소센서의 농후기준값 도달시간 및 제2산소센서(20)의 농후기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하일 경우 촉매장치(50)의 이상으로 판단할 수 있다.
여기서, 연료분사 상태는 가속페달(41)의 답입량에 연동되어 연료분사량을 조절하는 연료조절장치(40);를 통해 입력받을 수 있으며, 제어기(30)는 가속페달(41)의 답입량에 따라 연료분사 상태 정보를 입력받아 촉매장치(50)의 이상 여부를 판단할 수 있다.
즉, 운전자가 가속페달을 답입하여 연료 분사시, 제1산소센서(10)를 통해 측정된 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간과 제2산소를 통해 측정된 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이상일 경우 촉매장치(50)가 정상인 것으로 판단하고, 제1산소센서(10)를 통해 측정된 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간과 제2산소를 통해 측정된 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이히일 경우촉매장치(50)에 이상이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제1기준값은 촉매장치(50)가 정상 상태에서 산화 환원 작용이 정상적으로 이루어질 때, 제1산소센서(10)와 제2산소센서(20) 간의 이론 공연비 측정 시간을 토대로 설정될 수 있으며, 촉매장치(50) 및 엔진 사양에 따라 변경될 수 있다.
단, 운전자가 가속페달(41)을 가압시 연료가 분사되는데, 가속페달(41)을 순간적으로 가압하였다가 가압력을 해제시키며, 연료분사량이 상대적으로 부족하여 배기가스의 온도가 충분히 상승되지 못한다. 이로 인해, 촉매장치(50)는 활성화 온도에 도달하지 못하여 미연소 연료가 촉매장치(50)에서 산화 반응하지 못하고 배출됨에 따라, 제1산소센서(10)와 제2산소센서(20)에는 공연비가 농후 상태로 짧은 시기를 가지고 측정된다. 즉, 촉매장치(50)가 정상 상태임에도 불구하고, 가속페달(41)을 가압하였다가 순간적으로 가압력을 해제시킨 경우 연료분사량이 부족하여 촉매장치(50)에 이상이 발생된 것으로 오판단하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 연료분사 상태뿐만 아니라 연료차단 상태까지 고려하여, 촉매의 고장 판단 여부를 정확히 판단하도록 한다. 즉, 본 발명은 일반 주행 상태에서 운전자가 가속페달(41)의 가압력을 해제시킴에 따라 연료분사 상태가 차단된 경우, 제1산소센서(10)와 제2산소센서(20)를 통해 입력된 각각의 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간이 기설정된 제2기준값 이상 또는 이하인지를 파악한다. 즉, 가속페달(41)이 순간적으로 가압되었다가 가압해제시 촉매장치(50)가 활성화 온도에 도달하기 위한 연료분사량이 확보되지 못하는바, 촉매장치(50)의 정상적인 이상 여부 판단시 조건보다 상대적으로 낮은 조건의 희박기준값으로 촉매장치(50)의 이상 여부를 판단하는 것이다. 여기서, 제2기준값은 촉매장치(50)가 정상 상태에서 산화 환원 작용이 정상적으로 이루어질 때, 제1산소센서(10)와 제2산소센서(20) 간의 이론 공연비 측정 시간을 토대로 설정될 수 있으며, 촉매장치(50) 및 엔진 사양에 따라 변경될 수 있다.
이를 통해, 제어기(30)는 운전자가 가속페달(41)에 작용되는 가압력을 해제시킴에 따라 연료차단 상태에서, 제1산소센서(10)의 희박기준값 도달시간 및 제2산소센서의 희박기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이상인 경우 촉매장치(50)의 이상 판단을 보류하여 촉매장치(50)의 오진단이 방지되도록 한다. 이렇게, 연료분사 상태가 차단된 상황까지 고려하여 촉매장치(50)의 이상 여부를 판단함으로써, 보다 정확한 촉매장치(50)의 정상 여부를 판단할 수 있다.
이에 따라, 제어기(30)는 연료가 분사되는 상태에서 제1산소센서(10)의 농후기준값 도달시간 및 제2산소센서(20)의 농후기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하이고, 연료가 차단되는 상태에서 제1산소센서(10)의 희박기준값 도달시간 및 제2산소센서(20)의 희박기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이하인 것으로 모두 만족될 경우 촉매장치(50)에 이상이 발생된 것으로 확정할 수 있다.
이렇게, 본 발명에서는 연료가 분사되는 상태와 연료가 차단되는 상태를 모두 고려하여 촉매장치(50)의 이상 여부를 판단하는 것으로, 가속페달(41)이 답입됨에 따른 연료분사 상황에 따라, 각 상황에 따른 촉매장치(50)의 이상 여부 판단 조건을 다르게 하여 정확한 촉매장치(50)의 오판단을 최소화한다.
일례로, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래에는 촉매장치(50)가 정상상태이더라도, 운전자가 가압페달을 순간적으로 가압하였다가 가압력을 해제시키면, 연료분사량이 상대적으로 부족하여 촉매장치(50)는 활성화 온도에 도달하지 못한다. 이로 인해, 촉매장치(50)의 산소 흡착능력이 감소되어, 도 2의 'A'와 같이 제1산소센서(10)의 농후기준값 도달시간 및 제2산소센서(20)의 농후기준값 도달시간의 차이가 짧은 시기를 가지는 제1기준값 이하임에 따라 촉매장치(50)에 이상이 발생된 것으로 오판단하게 된다.
본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 운전자가 가압페달을 순간적으로 가압하였다가 가압력을 해제하여 연료분사가 차단된 상태임에 따라 도 3의 'B'와 같이 농후한 공연비가 짧은 시기를 가지고 기준값에 도달하더라도, 그 이전에 도 3의 'C'와 같이 연료가 차단되는 상태에서 제1산소센서(10)의 희박기준값 도달시간 및 제2산소센서(20)의 희박기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이상인 경우 촉매장치(50)의 이상이 발생된 것으로 판단하지 않고 촉매 진단을 보류하여 재차 촉매진단을 통해 촉매의 고장 여부 판단이 정확히 이루어지도록 한다.
이렇게, 연료분사가 차단된 상황과 연료가 재분사되는 상황에서, 각각 희박기준값 또는 농후기준값에 도달하는 시간을 비교 판단하고, 어느 하나의 조건을 만족하지 못하는 경우 촉매장치(50)의 진단을 보류하며, 모든 조건을 만족할 경우 촉매장치(50)에 이상이 발생된 것으로 판단함으로써, 촉매장치(50)의 고장 오진단을 방지하고 정확한 진단이 수행되도록 할 수 있다.
한편, 제어기(30)는 촉매장치(50)에 이상이 발생된 것으로 판단되면, 운전자에게 경고메시지를 전달하여 촉매장치(50)의 이상 여부를 인지하도록 한다. 이를 위해, 촉매장치(50)의 이상 발생시, 차량용 디스플레이 또는 클러스터에 경고등을 점등시킬 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 촉매의 고장 판단 방법은 도 4 내지 5에 도시된 바와 같이, 촉매장치(50)의 입구 전 공연비와 촉매장치(50)의 출구 후 공연비를 체크하는 공연비체크단계(S10); 연료분사 상태 또는 연료차단 상태 여부를 체크하는 연료분사체크단계(S20); 및 연료분사 상태에서 촉매장치(50)의 입구 전 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치(50)의 출구 후 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하일 경우 촉매장치(50)의 이상으로 판단하되, 이전에 연료차단 상태에서 매장치의 입구 전 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치(50)의 출구 후 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이상인 경우 촉매장치(50)의 이상 판단을 보류하는 이상여부판단단계(S30);를 포함한다.
즉, 운전자가 가속페달을 답입하여 연료 분사시, 촉매장치(50)의 입구 전 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치(50)의 출구 후 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이상일 경우 촉매장치(50)가 정상인 것으로 판단하고, 촉매장치(50)의 입구 전 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치(50)의 출구 후 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하일 경우 촉매장치(50)에 이상이 발생된 것으로 판단한다.
단, 가속페달(41)이 순간적으로 가압되었다가 가압해제시 촉매장치(50)가 활성화 온도에 도달하기 위한 연료분사량이 확보되지 못하는바, 촉매장치(50)의 정상적인 이상 여부 판단시 조건보다 상대적으로 낮은 조건의 희박기준값으로 촉매장치(50)의 이상 여부를 판단하도록 한다.
이를 통해, 제어기(30)는 운전자가 가속페달(41)에 작용되는 가압력을 해제시킴에 따라 연료차단 상태에서, 제1산소센서(10)의 희박기준값 도달시간 및 제2산소센서(20)의 희박기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이상인 경우 촉매장치의 이상 판단을 보류하여 촉매장치의 오진단이 방지되도록 한다. 이렇게, 연료분사 상태가 차단된 상황까지 고려하여 촉매장치의 이상 여부를 판단함으로써, 보다 정확한 촉매장치의 정상 여부를 판단할 수 있다.
한편, 이상여부판단단계(S30)는 연료가 분사되는 상태에서 촉매장치(50)의 입구 전 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치(50)의 출구 후 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하이고, 연료차단 상태에서 매장치의 입구 전 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치(50)의 출구 후 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이상하인 것으로 모두 만족될 경우 촉매장치(50)에 이상이 발생된 것으로 확정할 수 있다.
이렇게, 본 발명에서는 연료가 분사되는 상태와 연료가 차단되는 상태를 모두 고려하여 촉매장치(50)의 이상 여부를 판단하는 것으로, 가속페달(41)이 답입됨에 따른 연료분사 상황에 따라, 각 상황에 따른 촉매장치(50)의 이상 여부 판단 조건을 다르게 하여 정확한 촉매장치(50)의 오판단을 최소화한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 촉매의 고장 판단 시스템 및 방법은 연료 재분사 상황과 더불어 연료 차단 상황을 모두 고려하여 촉매의 고장 여부를 진단함으로써, 촉매 고장 판단의 오진단이 방지되고 촉매 고장 판단에 대한 신뢰성이 향상된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10:제1산소센서
20:제2산소센서
30:제어기
40:연료조절장치
S10:공연비체크단계
S20:연료분사체크단계
S30:이상여부판단단계
20:제2산소센서
30:제어기
40:연료조절장치
S10:공연비체크단계
S20:연료분사체크단계
S30:이상여부판단단계
Claims (6)
- 촉매장치의 입구 전에 설치되어 공연비를 측정하는 제1산소센서;
촉매장치의 출구 후에 설치되어 공연비를 측정하는 제2산소센서; 및
제1산소센서 및 제2산소센서로부터 공연비 정보를 입력받아 제1산소센서 및 제2산소센서의 공연비가 희박기준값 또는 농후기준값에 도달하는 시간을 체크하여 촉매장치의 이상을 판단하는 제어기;를 포함하며,
제어기는 연료가 분사되는 상태에서 제1산소센서의 농후기준값 도달시간 및 제2산소센서의 농후기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하일 경우 촉매장치의 이상으로 판단하되,
연료가 차단되는 상태에서 제1산소센서의 희박기준값 도달시간 및 제2산소센서의 희박기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이상인 경우 촉매장치의 이상 판단을 보류하는 것을 특징으로 하는 차량용 촉매의 고장 판단 시스템. - 청구항 1에 있어서,
제어기는 연료가 분사되는 상태에서 제1산소센서의 농후기준값 도달시간 및 제2산소센서의 농후기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하이고, 연료가 차단되는 상태에서 제1산소센서의 희박기준값 도달시간 및 제2산소센서의 희박기준값 도달시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이하인 것으로 모두 만족될 경우 촉매장치에 이상이 발생된 것으로 확정하는 것을 특징으로 하는 차량용 촉매의 고장 판단 시스템. - 청구항 1에 있어서,
가속페달의 답입량에 연동되어 연료분사량을 조절하는 연료조절장치;를 더 포함하고,
제어기는 가속페달의 답입량에 따라 연료분사 상태 정보를 입력받는 것을 특징으로 하는 차량용 촉매의 고장 판단 시스템 - 청구항 1에 있어서,
제어기는 촉매장치에 이상이 발생된 것으로 판단되면, 운전자에게 경고메시지를 전달하는 것을 특징으로 하는 차량용 촉매의 고장 판단 시스템. - 촉매장치의 입구 전 공연비와 촉매장치의 출구 후 공연비를 체크하는 공연비체크단계;
연료분사 상태 또는 연료차단 상태 여부를 체크하는 연료분사체크단계; 및
연료분사 상태에서 촉매장치의 입구 전 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치의 출구 후 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하일 경우 촉매장치의 이상으로 판단하되, 이전에 연료차단 상태에서 매장치의 입구 전 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치의 출구 후 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이상인 경우 촉매장치의 이상 판단을 보류하는 이상여부판단단계;를 포함하는 차량용 촉매의 고장 판단 방법. - 청구항 5에 있어서,
이상여부판단단계는 연료분사 상태에서 촉매장치의 입구 전 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치의 출구 후 공연비가 농후기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제1기준값 이하이고, 연료차단 상태에서 매장치의 입구 전 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간 및 촉매장치의 출구 후 공연비가 희박기준값에 도달하는 시간의 차이가 기설정된 제2기준값 이하인 것으로 모두 만족될 경우 촉매장치에 이상이 발생된 것으로 확정하는 것을 특징으로 하는 차량용 촉매의 고장 판단 방법.
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|---|---|---|---|---|
| CN114704362A (zh) * | 2021-04-26 | 2022-07-05 | 长城汽车股份有限公司 | 稀燃nox捕集器故障检测方法、装置、车辆、介质及设备 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030096946A (ko) | 2002-06-18 | 2003-12-31 | 현대자동차주식회사 | 차량 배출가스 저감 장치의 고장 진단 방법 |
Family Cites Families (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2936809B2 (ja) * | 1990-07-24 | 1999-08-23 | 株式会社デンソー | 酸素センサーの劣化検出装置 |
| JP3303981B2 (ja) * | 1991-12-20 | 2002-07-22 | 株式会社日立製作所 | エンジン排気ガス浄化装置の診断装置 |
| JPH0650194A (ja) * | 1992-07-31 | 1994-02-22 | Honda Motor Co Ltd | 内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置 |
| JP2978960B2 (ja) * | 1992-07-31 | 1999-11-15 | 本田技研工業株式会社 | 内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置 |
| JP3010921B2 (ja) * | 1992-08-27 | 2000-02-21 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の触媒劣化診断装置 |
| US5379587A (en) * | 1992-08-31 | 1995-01-10 | Suzuki Motor Corporation | Apparatus for judging deterioration of catalyst of internal combustion engine |
| JP3052642B2 (ja) * | 1993-02-03 | 2000-06-19 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2893308B2 (ja) * | 1993-07-26 | 1999-05-17 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2858288B2 (ja) * | 1993-09-02 | 1999-02-17 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の空燃比制御装置における自己診断装置 |
| US5678402A (en) * | 1994-03-23 | 1997-10-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control system for internal combustion engines and exhaust system temperature-estimating device applicable thereto |
| JPH084573A (ja) * | 1994-06-23 | 1996-01-09 | Osaka Gas Co Ltd | 空燃比制御装置 |
| US5636514A (en) * | 1994-11-17 | 1997-06-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Catalyst deterioration-determining system for internal combustion engines |
| JP3380366B2 (ja) * | 1995-05-22 | 2003-02-24 | 株式会社日立製作所 | エンジン排気ガス浄化装置の診断装置 |
| JP3373724B2 (ja) * | 1996-04-05 | 2003-02-04 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP3542471B2 (ja) * | 1997-09-10 | 2004-07-14 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の酸素濃度センサの異常検出装置 |
| US7536851B2 (en) * | 2005-03-10 | 2009-05-26 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Catalyst condition monitor based on differential area under the oxygen sensors curve algorithm |
| JP4497132B2 (ja) * | 2006-06-16 | 2010-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
| JP4844257B2 (ja) * | 2006-06-27 | 2011-12-28 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
| KR100774718B1 (ko) * | 2006-08-23 | 2007-11-08 | 현대자동차주식회사 | 차량용 촉매컨버터의 산소제어방법 |
| US7992377B2 (en) * | 2006-12-14 | 2011-08-09 | GM Global Technology Operations LLC | Diesel exhaust control during limp-home mode |
| JP4835704B2 (ja) * | 2009-02-23 | 2011-12-14 | トヨタ自動車株式会社 | 酸素センサの異常判定装置 |
| US8516796B2 (en) * | 2009-11-20 | 2013-08-27 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for monitoring catalyst efficiency and post-catalyst oxygen sensor performance |
| JP5062307B2 (ja) * | 2010-08-06 | 2012-10-31 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
| US9599006B2 (en) * | 2011-08-30 | 2017-03-21 | GM Global Technology Operations LLC | Catalyst oxygen storage capacity adjustment systems and methods |
| KR101417290B1 (ko) * | 2012-06-20 | 2014-07-08 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 시스템 운전 방법 |
| US9382865B2 (en) * | 2014-03-26 | 2016-07-05 | GM Global Technology Operations LLC | Diagnostic systems and methods using model predictive control |
| JP2014190187A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Denso Corp | 内燃機関の触媒劣化診断装置 |
| JP6160568B2 (ja) * | 2014-06-20 | 2017-07-12 | トヨタ自動車株式会社 | 排気浄化装置の劣化診断装置 |
| US9359967B2 (en) * | 2014-09-03 | 2016-06-07 | Ford Global Technologies, Llc | Method for identification of a threshold-level catalyst |
| JP6123815B2 (ja) * | 2015-02-10 | 2017-05-10 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
| JP6102962B2 (ja) * | 2015-02-12 | 2017-03-29 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
| US9650981B1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-05-16 | GM Global Technology Operations LLC | Adjustment of measured oxygen storage capacity based on upstream O2 sensor performance |
-
2019
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030096946A (ko) | 2002-06-18 | 2003-12-31 | 현대자동차주식회사 | 차량 배출가스 저감 장치의 고장 진단 방법 |
Also Published As
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|---|---|
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| US20200300149A1 (en) | 2020-09-24 |
| CN111720196A (zh) | 2020-09-29 |
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