KR100290162B1 - 희박연소엔진의공연비천이시충격완화방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 희박공연비로 운전중 이론 공연비로 천이시 곧바로 공연비를 바꾸어 NOx방출량을 저감하고 출력의 급변에 따른 쇼크발생은 EGR(Exhaust gas redulation, 배기가스리턴공급)에 의해 완화시키게 되는 희박 연소 엔진의 공연비 천이시 충격완화방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 희박연소 엔진에 있어서, 희박 공연비로 운전중 급가속시나 고부하가 필요할 때 곧바로 이론 공연비로 연료분사제어를 행하며 동시에 배기가스리턴량을 상한 공급치로부터 시작하여 점차 단계적으로 감소시키며 이론 공연비에서 희박 공연비로의 천이시에는 반대로 이론 공연비를 유지하는 상태에서 배기가스리턴량(EGR량)을 단계적으로 증가시켜 나가다가 상한 공급치에 다다르면 공연비를 희박으로 급속히 전환함과 동시에 EGR을 중지 하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

희박연소 엔진의 공연비 천이시 충격 완화방법
본 발명은 희박연소 엔진의 공연비 천이시 충격 완화 방법에 관한 것이다.
희박연소(공연비 22:1)의 경우 연비가 좋아지지만 출력이 줄어들기 때문에 가속시나 고부하 운전 영역등 고출력을 필요로하는 구간에서는 이론 공연비 운전을 하고 그 밖의 구간은 희박연소운전을 하므로써 연료 소모를 저감토록 하고 있다.
이에따라 공연비가 변화하는 경계부가 존재하는 데 도 3과 같이 공연비가 갑자기 희박에서 농후, 또는 농후에서 희박으로 변경되면 출력(Torque)이 급격히 변하게 되어 쇼크가 일어나게 되며 운전성을 크게 해치게 된다.
이러한 공연비 변화시의 충격을 줄이기 위해서 종래의 경우 도 4에 도시하는 것과 같이 단계적으로 공연비가 증가 또는 감소되도록 제어하고 있다.
그러나 공연비가 단계적으로 변화될 경우 NOx 발생량이 많아지게 되는 데 그 이유는 NOx는 진한 혼합기나 또는 아주 희박 혼합기의 연소시에는 발생량이 적어지는데 비하여 이론 혼합비 부근, 실험에 의하면 공연비가 16:1 부근에서 최대로 발생하기 때문에 22:1 의 희박 운전에서 14.5:1의 이론 공연비로 단계적으로 공연비를 변화시기게 되면 NOx발생량이 급증하게 되는 반면 촉매 변화기를 통한 정화 효과가 거의 없어(도 5 참조) NOx배출량이 증대되어 대기오염을 유발하는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 제안된 것으로서 그의 목적으로 하는 바는 희박공연비로 운전중 이론 공연비로 천이시 곧바로 공연비를 바꾸어 NOx방출량을 저감하고 출력의 급변에 따른 쇼크발생은 EGR(Exhaust gas recirculation. 배기가스리턴공급)에 의해 완화시키게 되는 희박 연소 엔진의 공연비 천이시 충격완화방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 희박연소 엔진에 있어서, 희박 공연비로 운전중 급가속시나 고부하가 필요할 때 곧바로 이론 공연비로 연료분사제어를 행하며 동시에 배기가스리턴량을 상한 공급치로부터 시작하여 점차 단계적으로 감소시키며 이론 공연비에서 희박 공연비로의 천이시에는 반대로 이론 공연비를 유지하는 상태에서 배기가스리턴량(EGR량)을 단계적으로 증가시켜 나가다가 상한공급치에 다다르면 공연비를 희박으로 급속히 전환함과 동시에 EGR을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
도 1 은 이론 공연비 하에서 EGR공급량과 출력과의 관계를 나타내는 그래프
도 2 는 본 발명의 동작 흐름도
도 3 은 종래기술
도 4 는 종래기술
도 5 는 공연비와 NOx 발생량의 상관 관계를 나타내는 그래프
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 이론공연비(A/F=14.5)하에서 EGR(배기가스의 일부를 흡기계에 재순한 시켜 혼합기에 섞어 연소시키는 것을 말함. Exhaust gas recirculation) 공급량과 출력과의 관계를 나타내는 도면으로 동일 공연비 상태에서 EGR량이 증가하면 출력이 감소되어지게 됨을 알수 있으며 본 발명은 이러한 EGR공급시의 성질을 이용한데 특징이 있다.
도 2는 본 발명의 동작 흐름도로서 희박연소 엔진은 정상적인 주행상태, 예를들면 평지에서의 정속 운행 및 중 저부하 시에는 희박(공연비 22:1) 운전을 유지하여 연료소모를 줄이게 된다.(단계 가)
희박운전상태에서 추월이나 언덕길의 주행등 고출력 고부하가 필요할 때, 스로틀전개시에는 이론공연비(14.5:1)로 즉시 변경하여 연료 분사제어를 한다.(단계 나)(단계 다)
공연비가 희박에서 이론공연비로 수직적으로 변화되면 이와 동시에 EGR밸브(도시생략)를 전개하여 미리 설정되어 있는 상한량만큼을 공급하며 점차 PWM듀티시그널을 출력하여 점차 EGR밸브의 개도량을 줄여나가 배기가스 공급량이 0이 될 때까지 계단식으로 감소시킨다.(단계(라)내지 단계(바))
다음에 급가속 운전등 고줄력 운전이 끝났는가를 기다려(단계 사) 끝났음이 검출되면 공연비를 이론공연비에서 희박 공연비로 전환하게 되는 데 이때는 공연비를 즉시 변경시키기 아니하고 급가속 운전이 끝난시점부터 시작하여 EGR량을 0에서 계단식으로 순차적으로 상한 공급치까지 증가시켜 나가게 되며(단계 아) EGR량이 상한 공급치에 이르면(단계 자) 인젝터로부터 연료 분사량을 급감토록 분사제어하여 공연비가 희박(22:1) 상태가 되도록 수직적으로 변경시킨다.(단계 차)
이상과 같은 본 발명은 희박 공연비에서 이론공연비로 천이시 EGR밸브를 최대한 개방시킨 후 점진적으로 개도량을 줄여 나가 엔진의 출력이 급격히 증가하는 것이 완충되도록 하므로서 NOx발생량을 저감시킴과 동시에 급격한 공연비 변경에 내한 쇼크(충격) 발생을 해소하게 되어 운전성을 향상시키게 된다.

Claims (1)

  1. 희박연소 엔진에 있어서, 희박 공연비로 운전중 급가속시나 고부하가 필요할 때 곧바로 이론 공연비로 연료분사제어를 행하며 동시에 배기가스리턴량을 상한 공급치로부터 시작하여 점차 단계적으로 감소시키며 이론 공연비에서 희박 공연비로의 천이시에는 반대로 이론 공연비를 유지하는 상태에서 배기가스리턴량(EGR량)을 단계적으로 증가시켜 나가다가 상한공급치에 다다르면 공연비를 희박으로 급속히 전환함과 동시에 EGR을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 희박연소 엔진의 공연비 천이시 충격 완화방법.
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