배기 가스 정화 기능

네트워킹, 일반

2016년식부터의 차량은 두 가지 버전의 섀시 CAN(CAN E)이 있습니다.

버전 1:

버전 2에 명시된 장치 코드가 차량에 없으면 이전과 같이 하나의 섀시 CAN만 있습니다.

버전 2:

다음 장치 코드 중 하나가 차량에 있으면 섀시 CAN 1(CAN E1) 및 섀시 CAN 2(CAN E2)가 있습니다.

• 코드 218(후방 카메라)

• 코드 234(사각지대 Assist)

• 코드 459(댐핑 시스템이 장착된 스틸 서스펜션)

• 코드 475(타이어 압력 감지 장치)

• 코드 476(차선 유지 Assist)

• 코드 513(교통 표지판 Assist)

• 코드 614(바이제논 전조등)

• 코드 615(액티브 코너링 라이트가 장착된 바이제논 전조등)

• 코드 618(바이제논 전조등)

• 코드 621(인텔리전트 라이트 시스템(좌측 통행))

• 코드 622(인텔리전트 라이트 시스템)

• 코드 631(고정 좌측 통행 LED 전조등)

• 코드 632(고정 우측 통행 LED 전조등)

다음 텍스트에서는 버전 1과 버전 2가 구분됩니다. 2016년식까지의 차량은 버전 1에 할당해야 합니다.

배기가스 정화 장치, 일반 기능 조건

• 엔진 구동

 ME 컨트롤 유닛(N3/10)은 크랭크 샤프트 홀 센서(B70)의 신호를 평가하여 엔진 구동을 감지합니다. ME 컨트롤 유닛이 크랭크 샤프트 홀 센서의 신호를 직접 판독합니다.

배기가스 정화 장치, 일반

배기가스 정화 장치는 엔진에서 방출되는 연소 가스 및 연소 잔여물의 유해 성분을 감소시킵니다.

유해 성분은 다음과 같습니다.

• 질소산화물(NOx)

• 탄화수소(HC)

• 일산화탄소(CO)

• 매연 입자

유해 성분 감소는 삼원 촉매 장치에서의 환원 및 산화 작용, 가솔린 입자 필터에서의 여과, 배기가스 재순환 장치의 컨트롤을 통해 이루어집니다.

가솔린 입자 필터는 모델 117, 156, 246(코드 598(가솔린 입자 필터(OPF), 센서 장치 포함))에 장착되어 있습니다.

삼원 촉매 장치 내 배기가스 정화 장치

삼원 촉매 장치에서는 작동 온도가 매우 결정적입니다. 유해물질로의 변환은 작동 온도가 약 250 °C일 때부터 뚜렷하게 나타납니다.

높은 변환율과 긴 수명을 위한 이상적인 작동 조건은 온도 범위 약 400 ~ 800 °C입니다.

이러한 온도에 빠르게 도달하기 위해 변속기 724 장착 차량의 경우 냉간시동 시(냉각수 온도 < 50 °C) 업시프트가 최대 160 초 동안 진행됩니다. 그러나 업시프트 지연은 최대 53 km/h의 속도까지만 활성화됩니다.

따라서 고단 변속은 보다 높은 속도에서 가능합니다.

ME 컨트롤 유닛은 냉각수 온도와 휠 속도에 따라 업시프트 지연을 구동 CAN(CAN C)을 통해 더블 클러치 변속기 완전 내장형 변속 제어 장치 컨트롤 유닛(Y3/14n4)으로 전송합니다.

ME 컨트롤 유닛은 냉각수 온도 센서(B11/4)의 신호를 직접 판독합니다.

전자식 주행 안정 시스템 컨트롤 유닛(N30/4)은 휠 속도를 섀시 CAN 또는 섀시 CAN 1을 통해 ME 컨트롤 유닛으로 전송합니다.

화학적 변환은 삼원 촉매 장치에서 λ = 1일 때 발생합니다.

산화 작용으로 인해 일산화탄소(CO)는 이산화탄소(CO2)로, 탄화수소(CH)는 물(H2O) 및 이산화탄소(CO2)로 변환됩니다.

환원 작용으로 인해 질소산화물은 질소(N2) 및 이산화탄소(CO2)로 변환됩니다.

작동 온도에 도달하고 혼합비 컨트롤이 승인되면 ME 컨트롤 유닛이 삼원 촉매 장치의 기능을 감시합니다.

이를 위해 ME 컨트롤 유닛은 다음 부품의 신호를 판독합니다.

• 촉매 장치 하류 산소 센서 엘리먼트(G3/1b1)(삼원 촉매 장치 하류 질소산화물 및 산소 농도)

• 촉매 장치 상류 산소 센서 엘리먼트(G3/2b1)(삼원 촉매 장치 상류 질소산화물 및 산소 농도)

• 크랭크 샤프트 홀 센서(엔진 속도)

ME 컨트롤 유닛은 삼원 촉매 장치의 산소 저장 용량을 평가하여 이를 통해 노화 여부를 평가합니다.

 삼원 촉매 장치에 일산화탄소의 산화를 위해 필요한 산소보다 더 많은 산소가 제공되면 이 산소는 저장됩니다.
배기가스 내에 있는 산소가 일산화탄소 산화를 위해 충분하지 않은 경우 저장된 산소가 전체적으로 또는 부분적으로 감소됩니다. 이 과정은 삼원 촉매 장치의 높은 산소 저장 용량과 함께 삼원 촉매 장치 상류 산소 농도 변동을 거의 모두 보상해 줍니다. 산소 저장 용량과 삼원 촉매 장치의 기능은 삼원 촉매 장치 상류 및 하류 산소 센서 신호에 따라 평가할 수 있습니다. 삼원 촉매 장치가 최대로 작동 가능한 경우 삼원 촉매 장치 상류에서 높은 값과 변동이 측정됩니다. 이에 반해 삼원 촉매 장치 하류 산소 센서 신호는 거의 일정합니다. 노화가 진행되는 경우 삼원 촉매 장치의 산소 저장 용량 및 일산화탄소와 탄화수소 변환 기능이 저하됩니다. 이로 인해 삼원 촉매 장치 하류 산소 센서 신호가 삼원 촉매 장치 상류 산소 센서 신호와 점점 비슷해집니다.

삼원 촉매 장치 상류 및 하류 산소 센서 신호가 비교됩니다. 두 신호가 거의 동일하면 삼원 촉매 장치가 더 이상 작동 준비 상태가 아닌 것입니다. 규정된 속도와 낮은 부하 범위에서 여러 번 측정됩니다. 결과는 ME 컨트롤 유닛의 특성곡선과 비교됩니다.

결함이 감지되면 계기반(A1)에 폴트 메시지가 출력됩니다. ME 컨트롤 유닛은 엔진 진단 표시등(A1e58) 작동 요청을 섀시 CAN 1, 전자식 점화 스위치 컨트롤 유닛(N73), 섀시 CAN 2를 통해 계기반으로 전송합니다. 감지된 오류는 ME 컨트롤 유닛의 폴트 메모리에 저장됩니다. 이는 진단 시스템으로 판독한 후 삭제할 수 있습니다.

NOx 축압식 촉매 컨버터 배기가스 정화 장치(코드 920(층상급기 방식의 가솔린 직접 분사 장치) 포함)

또한  λ  =  1의 호모지니어스 모드에서는 삼원 촉매 장치에서 유해물질인 탄화수소, 일산화탄소, 질소산화물이 변환됩니다.

 λ > 1의 교대 가동 시 질소산화물 농도가 높아집니다. 질소산화물의 변환은 NOx 축압식 촉매 컨버터가 담당합니다. NOx 축압식 촉매 변환기는 화학적 결합에 의해 질소산화물을 저장합니다.

증가된 질소산화물을 NOx 축압식 촉매 컨버터가 수용할 수 있는 경우에만 교대 가동이 승인되어 연료를 절약할 수 있습니다.

저장 능력이 포화된 경우 저장된 질소산화물이 재생 중에 질소와 이산화탄소로 변환됩니다.

NOx 축압식 촉매 컨버터 재생

ME 컨트롤 유닛은 NOx 축압식 촉매 컨버터 재생을 위해 다음 부품의 신호를 판독합니다.

• NOx 축압식 촉매 컨버터(B16) 상류 온도 센서

• NOx 센서(N37/4) 컨트롤 유닛(드라이브 트레인 센서 CAN (CAN I) 이용)

• NOx 센서(N37/4b1)

ME 컨트롤 유닛은 급작스러운 NOx 값 상승을 감지하여 NOx 축압식 촉매 컨버터의 포화를 감지합니다. 재생은 호모지니어스 모드를 활성화하면 시작됩니다.

재생 종료 후 교대 가동 모드가 다시 활성화됩니다.

NOx 변환을 위한 NOx 축압식 촉매 컨버터의 최적 온도 범위는 250 ~ 500 °C입니다. NOx 축압식 촉매 컨버터는 850 °C 이상 뜨거워지면 안 됩니다.

배기가스 온도는 NOx 축압식 촉매 변환기 상류 온도 센서를 이용해 감시됩니다. NOx 축압식 촉매 컨버터 상류 온도 센서는 ME 컨트롤 유닛이 직접 판독합니다.

혼합물 형성을 통해 NOx 축압식 촉매 컨버터의 온도가 조절됩니다. NOx 축압식 촉매 컨버터를 고온으로부터 보호하기 위해 저장된 온도 모델에 따라 혼합물 형성이 어댑테이션됩니다.

 배기가스의 모든 유해물질 변환을 위해서는 황이 함유되지 않은 연료가 필요합니다. 황은 NOx 축압식 촉매 변환기의 질소산화물 저장 공간을 차단하므로 질소산화물 저장률이 감소할 수 있습니다. 이에 따라 교대 가동이 단축되고, 보다 자주 퍼지 컨트롤이 실행됩니다.

가솔린 입자 필터의 배기가스 정화 장치(모델 117, 156, 246, 코드 598(가솔린 입자 필터(OPF), 센서 장치 포함) 포함)

가솔린 입자 필터는 배출된 매연 입자를 흡수하고 특정 주행 조건에서 자체적으로 재생합니다.

가솔린 입자 필터의 재생(매연 연소)은 기존 주행방식에서는 주로 오버런 모드에서 실행됩니다. 가솔린 입자 필터에 충분한 산소가 제공되면 바로 매연이 연소됩니다.

오버런 모드에서 가솔린 입자 필터의 열 부하는 특히 매연 함량과 가솔린 입자 필터 상류 배기가스 온도에 따라 달라집니다. 매연 연소 중 온도가 너무 높으면 전체 가솔린 입자 필터가 손상될 수 있습니다.

배기가스 온도와 가솔린 입자 필터의 매연 함량이 지속적으로 감시됩니다.

배기가스 온도는 가솔린 입자 필터 상류 온도 센서(B163/4)에 의해 측정됩니다. 매연 함량은 가솔린 입자 필터 차압 센서(B163/3)에 의해 결정됩니다. ME 컨트롤 유닛은 센서 신호를 직접 판독하고 이를 평가합니다. 측정된 값이 규정 한계를 초과하면 ME 컨트롤 유닛이 엔진 제어 시스템을 적절하게 간섭하기 시작하고 계기반의 경고 메시지를 요청합니다.

배기가스 재순환 장치를 통한 유해물질 감소

연소실로 배기가스를 재순환하면 질소산화물 발생이 줄어듭니다.

이는 연소의 지연을 통해 이루어집니다. 이를 통해 질소산화물 발생을 초래하는 온도 피크가 방지됩니다.

배기가스 재순환 장치는 또한 가스 교환 손실을 줄여 부분 부하 범위에서 연료 소비량을 감소시킵니다.

 ME 컨트롤 유닛은 흡기 캠샤프트 서보 솔레노이드(Y49/1) 및 배기 캠샤프트 서보 솔레노이드(Y49/2)를 작동함으로써 밸브 오버랩을 결정합니다. 이로써 내부 배기가스 재순환이 일정한 한계 내에서 제어됩니다.