KR100224334B1 - Egr 유량 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자 제어 엔진에서 흡입 공기량을 측정하는 에어플로우미터를 이용하여 EGR밸브의 차단시 엔진의 각 회전수별로 스로틀밸브의 개도량에 따른 공기의 유량을 측정하는 제1과정과, 상기 EGR밸브의 작동시 상기 에어플로우미터를 통과하는 공기의 유량과 엔진의 회전수 및 스로틀밸브의 개도량을 측정하는 제2과정과, 상기 엔진의 회전수와 스로틀밸브의 개도량이 동일한 경우 상기 EGR밸브의 차단시에 에어플로우미터를 통과하는 공기의 유량과 상기 EGR밸브의 작동시에 에어플로우미터를 통과하는 공기의 유량을 서로 비교하여 재순환되는 배기 가스의 양을 선정하는 제3과정으로 이루어진 EGR 유량 측정 방법을 제공함으로써 별도의 센서를 장착하지 않고 ECU가 재순환되는 배기 가스의 양에 따라 EGR밸브를 제어할 수 있어 엔진의 원가가 절감되고 구성이 간단해지는 효과를 얻을 수 있다.
Description
제1도는 일반적인 EGR 장치의 구성도.
제2도는 본 발명에 따른 EGR 유량 측정 방법의 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
50 : EGR 밸브 51 : ECU
A : 에어플로우미터
본 발명은 EGR(Exhaust gas recirculation) 유량 측정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재순환되는 배기 가스의 양을 측정하기 위하여 별도의 센서를 설치하지 않고도 흡기 매니폴드로 재순환되는 배기 가스의 양을 알아낼 수 있도록한 EGR 유량 측정 방법에 관한 것이다.
엔진의 배기 가스 중에는 유해 성분이 다량 포함되어 있는 바, 상기와 같은 유해 성분은 CO, HC, 및 NOx(질소 화합물) 등이 있다.
상기와 같은 유해 성분 중에는 NOx는 엔진의 연소 온도와 밀접한 관계를 가지고 있어서 연소 온도가 높아지면 NOx의 양도 증가하게 되므로, 배기 가스 중의 NOx양을 줄이기 위해서는 엔진의 연소 온도를 저감시키는 대책이 필요하다.
엔진의 연소 온도를 저감시키기 위하여 연소 온도가 높아지는 원인을 분석해 보면 그 원인은 여러 가지가 있으나, 그중 가장 큰 원인은 화염이 전파되는 속도인 연소 속도가 빠른 경우이다.
즉, 연소실 내의 혼합기 밀도가 농후한 경우에는 점화 플러그에서 점화된 화염의 전파 속도가 빨라져서 순간적으로 고온의 열이 발생되어 연소 온도가 상승된다.
물론, 상기와 같은 연소 속도 이외에도 공연비나, 흡기 온도 및 연소실 벽의 온도에 따라서도 연소 온도는 영향을 받게 된다.
따라서, NOx의 양을 줄이기 위해서는 상기 연소 온도를 저하시켜야 하는 바 상기와 같은 연소 온도를 저하시키는 방법으로서 배기 가스의 일부를 흡입 혼합기에 포함시켜 연소실로 유입시킴으로써 혼합기의 자체 공연비는 변화시키지 않으면서 혼합기의 밀도를 저하시켜 연소 온도를 저하시키는 배기 가스 재순환(EGR) 방법이 있다.
즉, 상기 EGR은 엔진의 운전 상태에 따라서, NOx의 양을 저감시킬 필요가 있을 때, 배기 가스의 일부를 EGR 밸브를 통하여 흡기 매니폴드에 제공하여 혼합기와 함께 연소실로 유입시키면, 상기 연소실로 유입된 배기 가스는 불활성 가스로서 흡입 가스의 체적은 변화하지 않으므로 상대적으로 혼합기의 밀도가 저하되어 화염의 전파 속도를 저하시킴으로써 연소 속도가 저하되고, 이에 따라 연소 온도의 상승을 방지하여 NOx의 발생을 억제하게 된다.
상기와 같은 EGR 장치는 크게 부압식과 전자 제어식이 있는 바, 상기 전자제어식은 제1도에 도시된 바와 같이 배기 매니폴드에서 환류되는 배기 가스가 흡기 매니폴드에 공급되는 양을 조절하는 EGR밸브(50)와, 상기 EGR밸브(50)를 엔진의 연소실 온도와 차속 및 흡입 공기량에 따라서 제어되도록 하는 ECU(51)로 구성되며, 상기 EGR밸브(50)는 상기 ECU(51)의 제어를 받는 EGR솔레노이드 밸브(52)에 의해 작동된다.
상기와 같이 EGR 솔레노이드 밸브(52)를 사용하여 EGR밸브(50)를 정밀 제어하는 EGR장치는 엔진의 회전 상태를 나타내는 각종 센서의 신호를 ECU(51)가 받아 상기 EGR 솔레노이드 밸브(52)를 조절하게 되는 바, ECU(51)는 상기와 같이 엔진의 회전 상태를 파악함과 동시에 현재 재순환되는 배기 가스의 양을 정확하게 알아야 정밀한 EGR제어가 가능하게 된다.
따라서, 상기와 같이 재순환되는 배기 가스의 양을 측정하는 방법으로서, 종래에는 EGR밸브(50)의 상단에 밸브의 개도량을 파악하는 EGR포지션 센서(54)를 사용하거나, EGR 통로(53)에 오리피스(미도시)를 형성하고 양측에 압력 센서를 설치하여 측정되는 압력차를 계산하여 EGR 유량을 측정하고 있다.
그러나, 상기와 같이 재순환되는 배기 가스의 양을 측정하기 위해 별도의 센서를 설치하게 되면 추가적인 부품이 소용됨으로써 구성이 복잡해지고 제품의 단가가 상승되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 별도의 센서를 설치하지 않고 재순환되는 배기 가스의 양을 정확히 알아낼 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 EGR 유량 측정 방법의 특징은, 전자 제어 엔진에서 흡입 공기량을 측정하는 에어플로우미터를 이용하여 EGR밸브의 차단시 엔진의 각 회전수별로 스로틀밸브의 개도량에 따른 공기의 유량을 측정하는 제1과정과, 상기 EGR밸브의 작동시 상기 에어플로우미터를 통과하는 공기의 유량과 엔진의 회전수 및 스로틀밸브의 개도량을 측정하는 제2과정과, 상기 엔진의 회전수와 스로틀밸브의 개도량이 동일한 경우 상기 EGR밸브의 차단시에 에어플로우미터를 통과하는 공기의 유량과 상기 EGR밸브의 작동시에 에어플로우미터를 통과하는 공기의 유량을 서로 비교하여 재순환되는 배기 가스의 양을 선정하는 제3과정으로 이루어진 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명에 따른 EGR 유량 측정 방법을 도시화한 것으로서, ECU(51)는 에어플로우미터(A)를 이용하여 EGR밸브(51) 차단시 엔진의 각 회전수별로 스로틀밸브의 개도량에 따른 공기의 유량(Q1)을 측정해서 ROM에 저장해 둔 뒤, EGR밸브(50) 작동시에 상기 에어플로우미터(A)를 통과하는 공기의 유량(Q2)과 엔진의 회전수 및 스로틀밸브 개도량을 측정하여, 상기 엔진의 회전수와 스로틀밸브의 개도량이 동일한 경우 상기 EGR밸브(50)의 차단시에 에어플로우미터(A)를 통과하는 공기의 유량과 상기 EGR밸브(50)의 작동시에 에어플로우미터(A)를 통과하는 공기의 유량을 서로 비교함으로써 재순환되는 배기 가스의 양을 산정한다.
여기서, 상기 흡기 매니폴드로 재순환되는 배기 가스의 유량(Q)은 하기한 바와 같은 식에 의해 ECU(51)에서 계산되어 ECU(51)가 EGR밸브(50)를 정확히 제어할 수 있는 정보를 얻게 된다.
Q=Q2ij-Q1ij
Q1=EGR 밸브 오프시 에어플로우미터(A)에 측정되는 유량,
Q2=EGR 밸브 작동시 에어플로우미터(A) 에 측정되는 유량,
i : 엔진 회전수 조건
j : 스로틀 밸브 개도량 조건
즉, 본 발명은 해당되는 엔진의 회전수와 스로틀 밸브의 개도량에 따른 EGR밸브(50) 차단시의 에어플로우미터(A)의 유량과 EGR밸브(50) 작동시의 에어플로우미터(A)의 유량을 비교하여 별도의 센서를 장착하지 않고도 상기 EGR밸브(50)를 통해 재순환되는 배기 가스의 양을 소프트웨어적으로 정확히 산정해 낼 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 에어플로우미터로 EGR밸브 차단시 각 회전수별로 스로틀 밸브의 개도량에 따른 공기의 유량을 측정해 둔 뒤, EGR밸브 작동시 상기 에어플로우미터를 통과하는 공기의 유량과 엔진 회전수 및 스로틀 밸브 개도량을 측정하여, 상기 EGR밸브의 차단시와 작동시에 엔진의 회전수와 스로틀 밸브 개도량이 동일할 때 에어플로우미터로 통과되는 공기의 유량을 비교하여 재순환되는 배기 가스의 양을 산정하는 EGR 유량 측정 방법을 제공함으로써 별도의 센서를 장착하지 않고 ECU가 재순환되는 배기 가스의 양에 따라 EGR밸브를 제어할 수 있어 엔진의 원가가 절감되고 구성이 간단해지는 효과를 얻을 수 있다.
Claims (1)
- 전자 제어 엔진에서 흡입 공기량을 측정하는 에어폴로우미터를 이용하여 EGR밸브의 차단시 엔진의 각 회전수별로 스로틀밸브의 개도량에 따른 공기의 유량을 측정하는 제1과정과, 상기 EGR밸브의 작동시 상기 에어플로우미터를 통과하는 공기의 유량과 엔진의 회전수 및 스로틀밸브의 개도량을 측정하는 제2과정과, 상기 엔진의 회전수와 스로틀밸브의 개도량이 동일한 경우 상기 EGR밸브의 차단시에 에어플로우미터를 통과하는 공기의 유량과 상기 EGR밸브의 작동시에 에어플로우미터를 통과하는 공기의 유량을 서로 비교하여 재순환되는 배기 가스의 양을 선정하는 제3과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 EGR 유량 측정 방법.
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